Van der Waals Force

Поток дождевой воды из навеса. Среди сил, которые регулируют формирование капли: силу ван -дер -ваальса, поверхностное натяжение , сплоченность , нестабильность плато -Рейли .

Ткань из микрофибры использует силу ван -дер -ваальса, чтобы удалить грязь без царапин. ^{[ 1 ]}

При молекулярной физике и химии силой Ван-дер-Ваальса (иногда силой Ван-де-Ваальса ) является зависимым от расстояния взаимодействие между атомами или молекулами . В отличие от ионных или ковалентных связей , эти достопримечательности не являются результатом химической электронной связи ; ^{[ 2 ]} Они сравнительно слабы и, следовательно, более восприимчивы к нарушению. Сила Ван -дер -Ваальса быстро исчезает на более длинных расстояниях между взаимодействующими молекулами.

Названный в честь голландского физика Йоханнеса Дидика ван -дер -Ваальса , сила Ван -дер -Ваальс играет фундаментальную роль в таких разнообразных областях, как супрамолекулярная химия , структурная биология , полимерная наука , нанотехнология , наука о поверхности и физическая физика . Он также лежит в основе многих свойств органических соединений и молекулярных твердых веществ , включая их растворимость в полярной и неполярной среде.

Если никакой другой силы не присутствует, расстояние между атомами, при которых сила становится отталкивающей, а не привлекательной, когда атомы приближаются друг к другу, называется расстоянием контакта Ван -дер -Ваальса ; атомов Это явление является результатом взаимного отталкивания между электронными облаками . ^{[ 3 ]}

Ван -дер -ваальс силы ^{[ 4 ]} обычно описываются как комбинация лондонских дисперсионных сил между «мгновенно индуцированными диполями », ^{[ 5 ]} Дебая силы между постоянными диполями и индуцированными диполями, а также силу Кисома между постоянными молекулярными диполями , ориентация вращения которых динамически усредняется с течением времени.

Определение

Силы Ван -дер -Ваальса включают в себя притяжение и отталкивание между атомами , молекулами , а также другие межмолекулярные силы . Они отличаются от ковалентной и ионной связи тем, что они вызваны корреляциями в колеблющихся поляризациях близлежащих частиц (следствие квантовой динамики ^{[ 6 ]}).

Сила является результатом переходного сдвига в плотности электронов . В частности, электронная плотность может временно сдвинуться, чтобы быть больше на одной стороне ядра. Этот сдвиг генерирует временный заряд, который можно привлечь близлежащий атом или отталкиваться. Сила отталкивает на очень коротких расстояниях, достигает нуля при равновесном расстоянии характеристик для каждого атома или молекулы, и становится привлекательным для расстояний больше, чем равновесное расстояние. Для отдельных атомов расстояние равновесия составляет от 0,3 нм до 0,5 нм, в зависимости от атомно-специфического диаметра. ^{[ 7 ]} Когда межатомное расстояние превышает 1,0 нм, сила недостаточно сильна, чтобы ее можно было легко наблюдать, поскольку оно уменьшается в зависимости от расстояния R приблизительно с 7 -й мощностью (~ r ⁻⁷). ^{[ 8 ]}

Силы Ван -дер -Ваальса часто являются одними из самых слабых химических сил. Например, парная привлекательная энергия взаимодействия ван -дер -ваальса между атомами H ( водород ) в различных молекулах H ₂ равна 0,06 кДж/моль (0,6 МэВ), а атомы с парным привлекательным взаимодействием между O ( кислородом ) в разных молекулах O ₂ равен 0,44. KJ/MOL (4,6 МэВ). ^{[ 9 ]} Соответствующие энергии испарения молекулярных жидкостей H ₂ и O ₂ , которые приводят в качестве суммы всех взаимодействий ван -дер -ваальса на молекулу в молекулярных жидкостях, составляют 0,90 кДж/моль (9,3 МэВ) и 6,82 кДж/моль (70,7 МэВ) , соответственно, и, следовательно, приблизительно в 15 раз больше значения отдельных парных межтомных взаимодействий (исключая ковалентные связи ).

Сила связей ван -дер -ваальса увеличивается с более высокой поляризуемостью участвующих атомов. ^{[ 10 ]} Например, энергия взаимодействия Van Der Waals для более поляризуемых атомов, таких как S ( Sulfur ) атомов в H ₂ S и сульфиды превышает 1 кДж/моль (10 МэВ), и парное энергию взаимодействия между еще более крупным, более поляризируемым XE (XE (10 МэВ). Ксенон ) атомы составляет 2,35 кДж/моль (24,3 МэВ). ^{[ 11 ]} Эти взаимодействия Van Der Waals в 40 раз прочнее, чем в H ₂ , который имеет только один валентный электрон, и они по -прежнему недостаточно сильны для достижения совокупного состояния, кроме газа для XE в стандартных условиях. Взаимодействия между атомами в металлах также могут быть эффективно описаны как взаимодействие Ван -дер -Ваальса и объяснять наблюдаемое твердое совокупное состояние с прочностью связывания, сопоставимыми с ковалентными и ионными взаимодействиями. Сила парного взаимодействия типа Ван-дер-Ваальса состоит из порядка 12 кДж/моль (120 мВ) для низкого уровня Pb ( свинец ) и по порядку 32 кДж/моль (330 МэВ) для высокопоставленного PT ( платина ), что примерно на один порядок сильнее, чем в XE из -за наличия высоко поляризуемого свободного электронного газа . ^{[ 12 ]} Соответственно, силы Ван -дер -Ваальса могут варьироваться от слабых до сильных взаимодействий и поддерживать неотъемлемые структурные нагрузки, когда присутствуют множество таких взаимодействий.

В более широком смысле, межмолекулярные силы имеют несколько возможных вкладов:

Отталкивающий компонент, возникающий в результате принципа исключения Паули , который предотвращает тесный контакт атомов или коллапс молекул.
Привлекательные или отталкивающие электростатические взаимодействия между постоянными зарядами (в случае молекулярных ионов), диполи (в случае молекул без инверсионного центра), квадруполи (все молекулы с симметрией ниже кубики) и в целом между постоянными мультиполями . Эти взаимодействия также включают водородные связи , катион-PI и PI-стекинг . Средняя ориентация вклады от электростатических взаимодействий иногда называют взаимодействием KEESOM или силой Кисома после Виллема Хендрика Кисома .
Индукция (также известная как поляризация ), которая является привлекательным взаимодействием между постоянным мультиполи на одной молекуле с индуцированным мультиолом на другой. Это взаимодействие иногда называется Debye Force после Питера JW Debye .
Дисперсия (обычно называемые лондонскими дисперсионными взаимодействиями после Фрица Лондона ), которое является привлекательным взаимодействием между любой парой молекул, включая неполярные атомы, возникающие в результате взаимодействия мгновенных мультиполов.

Когда применить термин «Ван -дер -ваальс», силу зависит от текста. Самые широкие определения включают все межмолекулярные силы, которые имеют электростатическое происхождение, а именно (2), (3) и (4). ^{[ 13 ]} Некоторые авторы, независимо от того, считают ли они, что другие силы имеют тип Ван -дер -Ваальс, сосредоточены на (3) и (4), поскольку это компоненты, которые действуют в течение самых длинных диапазонов. ^{[ 14 ]}

Все силы межмолекулярных/ван дер -ваальса являются анизотропными (за исключением тех, которые между двумя атомами благородных газов ), что означает, что они зависят от относительной ориентации молекул. Индукция и дисперсионные взаимодействия всегда привлекательны, независимо от ориентации, но электростатическое взаимодействие меняет знак при вращении молекул. То есть электростатическая сила может быть привлекательной или отталкивающей, в зависимости от взаимной ориентации молекул. Когда молекулы находятся в тепловом движении, как они находятся в газовой и жидкой фазе, электростатическая сила усредняется в значительной степени, потому что молекулы тепло вращаются и, таким образом, исследуют как отталкивающие, так и привлекательные части электростатической силы. Случайное тепловое движение может нарушать или преодолевать электростатический компонент силы ван -дер -ваальса, но эффект усреднения гораздо менее выражен для привлекательных индукций и дисперсионных сил.

Потенциал Леннарда-Джонса часто используется в качестве приблизительной модели для изотропной части общей (отталкивания плюс аттракцион) силы Ван-дер-ваальса в зависимости от расстояния.

Силы Ван -дер -Ваальс ответственны за определенные случаи расширения давления ( расширение ван -дер -ваальс ) спектральных линий и образование молекул Ван -дер -Ваальса . Силы Лондон -Ван -Дер Ваальса связаны с эффектом казимира для диэлектрических сред, первым является микроскопическое описание последнего объема свойства. Первые подробные расчеты этого были сделаны в 1955 году Em Lifshitz . ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Также была разработана более общая теория сил Ван -дер -Ваальса. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

Основными характеристиками сил Ван -дер -Ваальса являются: ^{[ 19 ]}

Они слабее, чем обычные ковалентные и ионные связи.
Силы Ван -дер -Ваальса носят аддитивные характеристики, состоящие из нескольких отдельных взаимодействий и не могут быть насыщены.
У них нет направленной характеристики.
Все они представляют собой силы короткого диапазона, и, следовательно, необходимо учитывать только взаимодействие между ближайшими частицами (вместо всех частиц). Van der Waals Attraction больше, если молекулы ближе.
Силы Ван-дер-Ваальса не зависят от температуры, за исключением дипольных дипольных взаимодействий.

В низкомолекулярных спиртах, водородные свойства их полярной гидроксильной группы доминируют в других слабых взаимодействиях Ван-дер-ваальса. В спиртах с более высокой молекулярной массой свойства неполярной углеводородной цепи доминирует и определяет их растворимость.

Van der Waalsforces также ответственны за слабые взаимодействия водородных связей между неполяризованными диполями, особенно в водном растворе с кислотом базой, и между биологическими молекулами .

Лондонская дисперсионная сила

Лондонские дисперсионные силы , названные в честь немецко-американского физика Фрица Лондона , являются слабыми межмолекулярными силами , которые возникают из интерактивных сил между мгновенными мультизалами в молекулах без постоянных многополированных моментов . В органических молекулах множество контактов может привести к более широкому вкладу дисперсионного притяжения, особенно в присутствии гетероатомов. Лондонские дисперсионные силы также известны как « дисперсионные силы», «лондонские силы» или «мгновенные дипольные дипольные силы». Сила лондонских дисперсионных сил пропорциональна поляризуемости молекулы, что, в свою очередь, зависит от общего количества электронов и площади, на которой они распространяются. Углеводороды демонстрируют небольшие дисперсионные вклады, наличие гетероатомов приводит к увеличению сил LD в качестве функции их поляризуемости, например, в последовательности ri> rbr> rcl> rf. ^{[ 20 ]} При отсутствии растворителей слабо поляризуемые углеводороды образуют кристаллы из -за дисперсионных сил; Их сублимационное тепло является мерой дисперсионного взаимодействия.

Ван -дер -Ваальс силы между макроскопическими объектами

Для макроскопических тел с известными объемами и количеством атомов или молекул на единицу объема общая сила Ван -дер -ваальса часто вычисляется на основе «микроскопической теории» как суммы по всем взаимодействующим парам. Необходимо интегрировать общий объем объекта, что делает расчет зависимым от форм объектов. Например, энергия взаимодействия Ван -дер -Ваальс между сферическими телами радиусов ₁ и R ₂ и с гладкими поверхностями была приближена в 1937 году Hamaker ^{[ 21 ]}^{[ Полная цитата необходима ]} (Использование знаменитого лондонского уравнения 1937 года для энергии дисперсионного взаимодействия между атомами/молекулами ^{[ 22 ]}^{[ Полная цитата необходима ]} в качестве отправной точки) по:

{\begin{aligned}&U(z;R_{1},R_{2})=-{\frac {A}{6}}\left({\frac {2R_{1}R_{2}}{z^{2}-(R_{1}+R_{2})^{2}}}+{\frac {2R_{1}R_{2}}{z^{2}-(R_{1}-R_{2})^{2}}}+\ln \left[{\frac {z^{2}-(R_{1}+R_{2})^{2}}{z^{2}-(R_{1}-R_{2})^{2}}}\right]\right)\end{aligned}}

( 1 )

где А является коэффициентом Хамакера , который является постоянным (~ 10 ⁻¹⁹ − 10 ⁻²⁰ J) это зависит от свойств материала (он может быть положительным или отрицательным по знаку в зависимости от промежуточной среды), а z -расстояние от центра к центру; т.е. сумма r ₁ , r ₂ и r (расстояние между поверхностями): $\ z=R_{1}+R_{2}+r$ .

ван -дер -ваальса Сила между двумя сферами постоянных радиусов ( R ₁ и R ₂ обрабатываются как параметры), затем является функцией разделения, поскольку сила на объекте является отрицательным производным функции потенциальной энергии, $\ F_{\rm {VdW}}(z)=-{\frac {d}{dz}}U(z)$ Полем Это дает:

\ F_{\rm {VdW}}(z)=-{\frac {A}{6}}{\frac {64R_{1}^{3}R_{2}^{3}z}{[z^{2}-(R_{1}+R_{2})^{2}]^{2}[z^{2}-(R_{1}-R_{2})^{2}]^{2}}}

( 2 )

В пределах близкого подхода сферы достаточно велики по сравнению с расстоянием между ними; т.е. $\ r\ll R_{1}$ или $R_{2}$ , так что уравнение (1) для функции потенциальной энергии упрощает:

\ U(r;R_{1},R_{2})=-{\frac {AR_{1}R_{2}}{(R_{1}+R_{2})6r}}

( 3 )

с силой:

\ F_{\rm {VdW}}(r)=-{\frac {AR_{1}R_{2}}{(R_{1}+R_{2})6r^{2}}}

( 4 )

В литературе были опубликованы силы ван -ваальса между объектами с другими геометриями, использующими модель Hamaker. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}

Из приведенного выше выражения видно, что сила Ван -дер -Ваальса уменьшается с уменьшением размера тел (R). Тем не менее, сила инерционных сил, таких как гравитация и сопротивление/подъем, уменьшается в большей степени. Следовательно, силы Ван-дер-Ваальса становятся доминирующими для коллекций очень мелких частиц, таких как очень мелкозернистые сухие порошки (где нет капиллярных сил), даже если сила притяжения меньше по величине, чем для более крупных частиц то же вещество. Говорят, что такие порошки являются сплоченными, а это означает, что они не так легко флюдируются или пневматически передаются, как их более крупные коллеги. Как правило, свободный поток происходит с частицами, превышающими около 250 мкм.

Сила адгезии Ван -дер -Ваальса также зависит от топографии поверхности. Если существуют поверхностные неровности или выпуклости, это приводит к большей общей площади контакта между двумя частицами или между частицами и стенкой, это увеличивает силу притяжения Ван -дер -Ваальса, а также тенденцию механического взаимосвязанного блокировки.

Микроскопическая теория предполагает парную добавку. Это пренебрегает взаимодействием многих тел и замедлением . более строгий подход, учитывающий эти эффекты, называемый « макроскопической теорией был разработан Lifshitz » . ^{[ 26 ]}^{[ Полная цитата необходима ]} Лангбейн получил гораздо более громоздкое «точное» выражение в 1970 году для сферических тел в рамках теории Жифшица ^{[ 27 ]}^{[ Полная цитата необходима ]} было сделано более простой макроскопической моделью приближения в то время как Derjaguin еще в 1934 году. ^{[ 28 ]}^{[ Полная цитата необходима ]} Выражения для сил Ван -дер -Ваальса для многих различных геометрий с использованием теории Лифшица также были опубликованы.

Использование гекконами и членистоногими

Способность гекконов , которые могут висеть на стеклянной поверхности, используя только один палец ноги, чтобы подняться на чистые поверхности, в течение многих лет в основном приписывается силу Ван -дер -Ваальса между этими поверхностями и лопаточками , или микроскопическими проекциями, которые покрывают волосы -Пет щетинки , найденные на их ногах. ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}

В 2008 году были усилия по созданию сухого клея , который использует эффект, ^{[ 31 ]} и успех был достигнут в 2011 году, чтобы создать клейкую ленту на аналогичных основаниях ^{[ 32 ]} (т.е. на основе сил Ван -дер -Ваальса). В 2011 году была опубликована статья, связанная с эффектом как к липучковым волоскам, так и на наличие липидов на следолях геккона. ^{[ 33 ]}

Более позднее исследование показало, что капиллярная адгезия может играть роль, ^{[ 34 ]} Но эта гипотеза была отвергнута более поздними исследованиями. ^{[ 35 ]}^{[ 36 ]}^{[ 37 ]}

Исследование 2014 года показало, что гекковая адгезия к гладким тефлоновым и полидиметилсилоксановым поверхностям в основном определяется электростатическим взаимодействием (вызванным электрификацией контакта ), а не ван -дер -ваальсом или капиллярными силами. ^{[ 38 ]}

Среди членистоногих у некоторых пауков есть аналогичные щетинки на своих лопастях или накладке для локли, что позволяет им подниматься или висеть вверх ногами с чрезвычайно гладких поверхностей, таких как стекло или фарфор. ^{[ 39 ]}^{[ 40 ]}

Смотрите также

Ссылки

^ Вудфорд, Крис (2 июля 2008 г.). «Как работают микрофибры ? Объясните это . Получено 11 февраля 2022 года .
^ Iupac , сборник химической терминологии , 2 -е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн -исправленная версия: (2006–) « Ван -дер -Ваальс Силы ». два : 10.1351/goldbook.v06597
^ Гаррет, Реджинальд Х.; Гришам, Чарльз М. (2016). Биохимия (6 -е изд.). Университет Вирджинии. С. 12–13.
^ Tschumper, Gregory S. (20 октября 2008 г.). «Надежные расчеты электронной структуры для слабых нековалентных взаимодействий в кластерах». В Липковице, Кенни Б.; Кундари, Томас Р. (ред.). Отзывы в области вычислительной химии . Тол. 26. Джон Вили и сыновья. С. 39–90. doi : 10.1002/9780470399545.ch2 . ISBN 9780470399545 .
^ Махан, Джеральд Д. (2009). Квантовая механика в двух словах . Принстон: издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-13713-1 Полем OCLC 226037727 .
^ Абрикосов, А.А; Горков, LP; Dzyaloshinsky, IE (1963–1975). «6: электромагнитное излучение в поглощающей среде». Методы квантовой теории поля в статистической физике . Dover Publications . ISBN 978-0-486-63228-5 .
^ Batsanov, SS (2001). "Van der waals raidi of Elements" . Неорганические материалы . 37 (9): 871–885. doi : 10.1023/a: 1011625728803 . S2CID 52088903 .
^ Хиршфельдер, Джозеф О.; Кертисс, Чарльз Ф.; Берд Р. Байрон (1954). Молекулярная теория газов и жидкостей . Нью -Йорк: Уайли. ISBN 0-471-40065-3 Полем OCLC 534717 .
^ Ван, Шии; Хоу, Кайи; Хайнц, Хендрик (10 августа 2021 г.). «Точные и совместимые силовые поля для молекулярного кислорода, азота и водорода для моделирования газов, электролитов и гетерогенных раздела» . Журнал химической теории и вычислений . 17 (8): 5198–5213. doi : 10.1021/acs.jctc.0c01132 . ISSN 1549-9618 . PMID 34255965 . S2CID 235823673 .
^ Хайнц, Хендрик; Лин, Цзы-Джен; Кишор Мишра, Ратан; Эмами, Фатлем С. (12 февраля 2013 г.). «Термодинамически последовательные силы силы для сборки неорганических, органических и биологических наноструктур: поле силового интерфейса» . Langmuir . 29 (6): 1754–1765. doi : 10.1021/la30388846 . ISSN 0743-7463 . PMID 23276161 .
^ Хэлгрен, Томас А. (сентябрь 1992 г.). «Представление взаимодействий ван -дер -ваальса (VDW) в полях силы молекулярной механики: потенциальная форма, комбинированные правила и параметры VDW» . Журнал Американского химического общества . 114 (20): 7827–7843. doi : 10.1021/ja00046a032 . ISSN 0002-7863 .
^ Хайнц, Хендрик; Vaia, ra; Фермер, BL; Найк, RR (6 ноября 2008 г.). «Точное моделирование поверхностей и интерфейсов кубических металлов, ориентированных на лицо с использованием потенциалов Леннарда-Джонса 12-6 и 9-6» . Журнал физической химии c . 112 (44): 17281–17290. doi : 10.1021/jp801931d . ISSN 1932-7447 .
^ «Межмолекулярная сила ван -дер -ваальса» . NT-MDT . Получено 30 мая 2024 года .
^ Дао, Цзянмин; Адев, Джон; Ruzsinsky, Adniers (2013). «Дальний ван ван вальс взаимодействие» (PDF) . Международное путешествие современной физики B. 27
^ «Новый способ поднять обнаруженные объекты» . Наука ежедневно . 6 августа 2007 г.
^ Леонхардт, Ульф; Филбин, Томас Г. (2007). «Квантовая левитация левша метаматериалы». Новый журнал физики . 9 (8): 254. Arxiv : Quant-ph/0608115 . Bibcode : 2007njph .... 9..254L . doi : 10.1088/1367-2630/9/8/254 . S2CID 463815 .
^ Dzyaloshinskii, I. E.; Lifshitz, E. M.; Pitaevskii, Lev P. (1961). "General theory of van der Waals forces". Soviet Physics Uspekhi . 4 (2): 153. Bibcode : 1961SvPhU...4..153D . doi : 10.1070/PU1961v004n02ABEH003330 .
^ Zheng, Y.; Нараянасвами, А. (2011). «Лифшиц теория давления Ван -дер -Ваальса в рассеивающих средах». Физический обзор а . 83 (4): 042504. Arxiv : 1011.5433 . BIBCODE : 2011 PHRVA..83D2504Z . doi : 10.1103/physreva.83.042504 . S2CID 64619547 .
^ Sethi, MS; Сатаке, М. (1992). Химическая связь . Нью -Дели: Discovery Publishing House. ISBN 978-81-7141-163-4 Полем OCLC 912437861 .
^ Schneider, Hans-Jörg (2015). «Дисперсивные взаимодействия в комплексах решений». Счета химических исследований . 48 (7): 1815–1822. doi : 10.1021/acs.accounts.5b00111 . PMID 26083908 .
^ HC Hamaker, Physica , 4 (10), 1058–1072 (1937)
^ Лондон, Ф. Труды Общества Фарадея 33, 8–26 (1937)
^ ТАДМОР Р. (март 2001 г.). «Лондон -Van Der Waals Энергия взаимодействия между объектами различных геометрий». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (9): L195 - L202. Bibcode : 2001jpcm ... 13L.195t . doi : 10.1088/0953-8984/13/9/101 . S2CID 250790137 .
^ Исраелахвили Дж. (1985–2004). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-375181-2 .
^ Parsegian, VA (2006). Ван -дер -Ваальс Силы: Справочник для биологов, химиков, инженеров и физиков . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-83906-8 .
^ Em Lifshitz, советская физика - Jetp , 2, 73 (1956)
^ D. Langbein, Physical Review B , 2, 3371 (1970)
^ BV Derjaguin, журнал Kolloid , 69, 155–164 (1934)
^ Рассел, Энтони П.; Хайэм, Тимоти. E. (2009). «Новый угол при цепи в гекконах: наклон, а не субстрат, запускает развертывание клейкой системы» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 276 (1673): 3705–3709. doi : 10.1098/rspb.2009.0946 . ISSN 0962-8452 . PMC 2817305 . PMID 19656797 .
^ Осень, Келлар; Ситти, Метин; Лян, Йичинг А.; Peattie, Anne M.; Хансен, Венди Р.; Спонберг, Саймон; Кенни, Томас У.; Опасаясь, Рональд; Израилахвили, Джейкоб Н.; Полный, Роберт Дж. (2002). «Свидетельство для адгезии Ван -дер -Ваальса в гекковых щетинках» . Труды Национальной академии наук . 99 (19): 12252–6. Bibcode : 2002pnas ... 9912252a . doi : 10.1073/pnas.192252799 . PMC 129431 . PMID 12198184 .
^ Steenhuysen, Джули (8 октября 2008 г.). «Говорят, что клей, похожий на геккоу, пока не самый липкий» . Рейтер . Получено 5 октября 2016 года .
^ Быстрый, Даррен (6 ноября 2011 г.). «Биологически вдохновленная клейкая лента может быть повторно использована тысячи раз» . Новый Атлас . Получено 5 октября 2016 года .
^ HSU, пинг Юань; GE, Liehui; Ли, Сяопенг; Старк, Алисса Y.; Wesdemiotis, Chrys; Niewiarowski, Peter H.; Dhinojwala, Али (24 августа 2011 г.). «Прямые доказательства фосфолипидов в следов геккона и интерфейса контакта с лопатообразой, обнаруженным с использованием чувствительной к поверхности спектроскопии» . Журнал интерфейса Королевского общества . 9 (69): 657–664. doi : 10.1098/rsif.2011.0370 . ISSN 1742-5689 . PMC 3284128 . PMID 21865250 .
^ Хубер, Геррит; Манц, Хьюберт; Споленк, Ральф; Мекке, Клаус; Джейкобс, Карин; Горб, Станислав Н.; Arzt, Eduard (2005). «Доказательства вклада капиллярности в геккону -адгезию из однократных наномеханических измерений» . Труды Национальной академии наук . 102 (45): 16293–16296. Bibcode : 2005pnas..10216293H . doi : 10.1073/pnas.0506328102 . PMC 1283435 . PMID 16260737 .
^ Чен, бин; Gao, Huajian (2010). «Альтернативное объяснение влияния влажности на адгезию геккона: снижение жесткости усиливает адгезию на грубой поверхности». Международный журнал прикладной механики . 2 (1): 1–9. Bibcode : 2010ijam .... 2 .... 1c . doi : 10.1142/s1758825110000433 .
^ Путофф, Джонатан Б.; Prowse, Michael S.; Уилкинсон, Мэтт; Осень, Келлар (2010). «Изменения в свойствах материалов объясняют влияние влажности на адгезию геккона» . Журнал экспериментальной биологии . 213 (21): 3699–3704. doi : 10.1242/jeb.047654 . PMID 20952618 .
^ Prowse, Michael S.; Уилкинсон, Мэтт; Путофф, Майкл; Майер, Джордж; Осень, Келлар (февраль 2011 г.). «Влияние влажности на механические свойства гекковых щетинок». Acta Biomaterialia . 7 (2): 733–738. doi : 10.1016/j.actbio.2010.09.036 . PMID 20920615 .
^ Izadi, H.; Стюарт, KME; Пенлидис А. (9 июля 2014 г.). «Роль контактной электрификации и электростатических взаимодействий в гекковой адгезии» . Журнал интерфейса Королевского общества . 11 (98): 20140371. DOI : 10.1098/RSIF.2014.0371 . PMC 4233685 . PMID 25008078 . Мы продемонстрировали, что именно CE-управляемые электростатические взаимодействия определяют силу гекковой адгезии, а не ван-дер-ваальс или капиллярные силы, которые обычно рассматриваются в качестве основного источника адгезии геккона.
^ Кесел, Антония Б.; Мартин, Эндрю; Seidl, Tobias (19 апреля 2004 г.). «Получение сцепления с привязанностью к пауке: подход AFM к адгезии микроструктуры у членистоногих». Умные материалы и конструкции . 13 (3): 512–518. Bibcode : 2004smas ... 13..512K . doi : 10.1088/0964-1726/13/3/009 . ISSN 0964-1726 . S2CID 250841250 .
^ Вольф, Джонас О.; Горб, Станислав Н. (7 января 2012 г.). «Влияние влажности на способность привязанности к пауке -филодромусу Dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества б . 279 (1726): 139–143. doi : 10.1098/rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .

Дальнейшее чтение

Бревик, Ивер; Марачевский, Вн; Милтон, Кимбалл А. (1999). «Идентичность силы Ван -дер -Ваальса и эффект казимира и неуместность этих явлений для сонолуминесценции». Письма о физическом обзоре . 82 (20): 3948–3951. arxiv : hep-th/9810062 . Bibcode : 1999 phrvl..82.3948b . doi : 10.1103/physrevlett.82.3948 . S2CID 14762105 .
Dzyaloshinskii, I. D.; Lifshitz, E. M.; Pitaevskii, Lev P. (1961). "Общая теория ван-дер-ваальсовых сил" [General theory of van der Waals forces] (PDF) . Uspekhi Fizicheskikh Nauk (in Russian). 73 (381).
- Английский перевод: Dzyaloshinskii, id; Lifshitz, Em; Pitaevskii, LP (1961). «Общая теория Ван -дер Ваальсформы». Советская физика Успехи . 4 (2): 153. Bibcode : 1961svphu ... 4..153d . Doi : 10.1070/pu1961v004n02abeh003330 .
Ландау, Л.Д.; Lifshitz, EM (1960). Электродинамика непрерывной среды . Оксфорд: Пергамон. С. 368–376 .
Langbein, Dieter (1974). Теория Ван Дер Ваальс . Спрингерские тракты в современной физике. Vol.
ЛЕФЕРС, Марк. «Сила рассеивания ван дер Ваальса» . Глоссарий науки о жизни . Holmgren Lab. Архивировано с оригинала 24 июля 2019 года . Получено 2 октября 2017 года .
Lifshitz, Em (1955). «Российское название отсутствует» [Теория сил молекулярного притяжения между твердыми веществами]. Zhurnal éksperimental'noĭ I Teoreticheskoĭ fiziki (на русском языке). 29 (1): 94.
- Английский перевод: Lifshitz, Em (январь 1956 г.). «Теория сил молекулярного притяжения между твердыми веществами» (PDF) . Советская физика . 2 (1): 73. Архивировано из оригинала (PDF) 13 июля 2019 года . Получено 8 августа 2020 года .
«Лондонская анимация силы» . Межмолекулярные силы . Западный Орегонский университет.
Lyklema, J. Основы интерфейса и коллоидной науки . п. 4.43.
Израилахвили, Джейкоб Н. (1992). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 9780123751812 .

Внешние ссылки

Сенез, Фред (1999). "Что такое силы Ван дер Ваальса?" Полем Фростбургский государственный университет . Получено 1 марта 2010 года . Вводное описание силы Ван -дер -Ваальса (только как сумма привлекательных компонентов)
«Роберт Полный: учиться у хвоста геккона» . Тед . 1 февраля 2009 г. Получено 5 октября 2016 года . TED TALK по биомимикрии, включая применение Van Der Waals Force.
Вольф, Джо; Горб, SN (18 мая 2011 г.). «Влияние влажности на способность привязанности к пауке -филодромусу Dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 279 (1726): 139–143. doi : 10.1098/rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .

[1] Вудфорд, Крис (2 июля 2008 г.). «Как работают микрофибры ? Объясните это . Получено 11 февраля 2022 года .

[2] Iupac , сборник химической терминологии , 2 -е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн -исправленная версия: (2006–) « Ван -дер -Ваальс Силы ». два : 10.1351/goldbook.v06597

[3] Гаррет, Реджинальд Х.; Гришам, Чарльз М. (2016). Биохимия (6 -е изд.). Университет Вирджинии. С. 12–13.

[4] Tschumper, Gregory S. (20 октября 2008 г.). «Надежные расчеты электронной структуры для слабых нековалентных взаимодействий в кластерах». В Липковице, Кенни Б.; Кундари, Томас Р. (ред.). Отзывы в области вычислительной химии . Тол. 26. Джон Вили и сыновья. С. 39–90. doi : 10.1002/9780470399545.ch2 . ISBN 9780470399545 .

[5] Махан, Джеральд Д. (2009). Квантовая механика в двух словах . Принстон: издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-13713-1 Полем OCLC 226037727 .

[Abrikosov-6] Абрикосов, А.А; Горков, LP; Dzyaloshinsky, IE (1963–1975). «6: электромагнитное излучение в поглощающей среде». Методы квантовой теории поля в статистической физике . Dover Publications . ISBN 978-0-486-63228-5 .

[7] Batsanov, SS (2001). "Van der waals raidi of Elements" . Неорганические материалы . 37 (9): 871–885. doi : 10.1023/a: 1011625728803 . S2CID 52088903 .

[8] Хиршфельдер, Джозеф О.; Кертисс, Чарльз Ф.; Берд Р. Байрон (1954). Молекулярная теория газов и жидкостей . Нью -Йорк: Уайли. ISBN 0-471-40065-3 Полем OCLC 534717 .

[9] Ван, Шии; Хоу, Кайи; Хайнц, Хендрик (10 августа 2021 г.). «Точные и совместимые силовые поля для молекулярного кислорода, азота и водорода для моделирования газов, электролитов и гетерогенных раздела» . Журнал химической теории и вычислений . 17 (8): 5198–5213. doi : 10.1021/acs.jctc.0c01132 . ISSN 1549-9618 . PMID 34255965 . S2CID 235823673 .

[10] Хайнц, Хендрик; Лин, Цзы-Джен; Кишор Мишра, Ратан; Эмами, Фатлем С. (12 февраля 2013 г.). «Термодинамически последовательные силы силы для сборки неорганических, органических и биологических наноструктур: поле силового интерфейса» . Langmuir . 29 (6): 1754–1765. doi : 10.1021/la30388846 . ISSN 0743-7463 . PMID 23276161 .

[11] Хэлгрен, Томас А. (сентябрь 1992 г.). «Представление взаимодействий ван -дер -ваальса (VDW) в полях силы молекулярной механики: потенциальная форма, комбинированные правила и параметры VDW» . Журнал Американского химического общества . 114 (20): 7827–7843. doi : 10.1021/ja00046a032 . ISSN 0002-7863 .

[12] Хайнц, Хендрик; Vaia, ra; Фермер, BL; Найк, RR (6 ноября 2008 г.). «Точное моделирование поверхностей и интерфейсов кубических металлов, ориентированных на лицо с использованием потенциалов Леннарда-Джонса 12-6 и 9-6» . Журнал физической химии c . 112 (44): 17281–17290. doi : 10.1021/jp801931d . ISSN 1932-7447 .

[13] «Межмолекулярная сила ван -дер -ваальса» . NT-MDT . Получено 30 мая 2024 года .

[14] Дао, Цзянмин; Адев, Джон; Ruzsinsky, Adniers (2013). «Дальний ван ван вальс взаимодействие» (PDF) . Международное путешествие современной физики B. 27

[15] «Новый способ поднять обнаруженные объекты» . Наука ежедневно . 6 августа 2007 г.

[16] Леонхардт, Ульф; Филбин, Томас Г. (2007). «Квантовая левитация левша метаматериалы». Новый журнал физики . 9 (8): 254. Arxiv : Quant-ph/0608115 . Bibcode : 2007njph .... 9..254L . doi : 10.1088/1367-2630/9/8/254 . S2CID 463815 .

[17] Dzyaloshinskii, I. E.; Lifshitz, E. M.; Pitaevskii, Lev P. (1961). "General theory of van der Waals forces". Soviet Physics Uspekhi . 4 (2): 153. Bibcode : 1961SvPhU...4..153D . doi : 10.1070/PU1961v004n02ABEH003330 .

[18] Zheng, Y.; Нараянасвами, А. (2011). «Лифшиц теория давления Ван -дер -Ваальса в рассеивающих средах». Физический обзор а . 83 (4): 042504. Arxiv : 1011.5433 . BIBCODE : 2011 PHRVA..83D2504Z . doi : 10.1103/physreva.83.042504 . S2CID 64619547 .

[Sethi_1992-19] Sethi, MS; Сатаке, М. (1992). Химическая связь . Нью -Дели: Discovery Publishing House. ISBN 978-81-7141-163-4 Полем OCLC 912437861 .

[20] Schneider, Hans-Jörg (2015). «Дисперсивные взаимодействия в комплексах решений». Счета химических исследований . 48 (7): 1815–1822. doi : 10.1021/acs.accounts.5b00111 . PMID 26083908 .

[21] HC Hamaker, Physica , 4 (10), 1058–1072 (1937)

[22] Лондон, Ф. Труды Общества Фарадея 33, 8–26 (1937)

[23] ТАДМОР Р. (март 2001 г.). «Лондон -Van Der Waals Энергия взаимодействия между объектами различных геометрий». Журнал физики: конденсированное вещество . 13 (9): L195 - L202. Bibcode : 2001jpcm ... 13L.195t . doi : 10.1088/0953-8984/13/9/101 . S2CID 250790137 .

[24] Исраелахвили Дж. (1985–2004). Межмолекулярные и поверхностные силы . Академическая пресса . ISBN 978-0-12-375181-2 .

[25] Parsegian, VA (2006). Ван -дер -Ваальс Силы: Справочник для биологов, химиков, инженеров и физиков . Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-83906-8 .

[26] Em Lifshitz, советская физика - Jetp , 2, 73 (1956)

[27] D. Langbein, Physical Review B , 2, 3371 (1970)

[28] BV Derjaguin, журнал Kolloid , 69, 155–164 (1934)

[RussellHigham2009-29] Рассел, Энтони П.; Хайэм, Тимоти. E. (2009). «Новый угол при цепи в гекконах: наклон, а не субстрат, запускает развертывание клейкой системы» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 276 (1673): 3705–3709. doi : 10.1098/rspb.2009.0946 . ISSN 0962-8452 . PMC 2817305 . PMID 19656797 .

[30] Осень, Келлар; Ситти, Метин; Лян, Йичинг А.; Peattie, Anne M.; Хансен, Венди Р.; Спонберг, Саймон; Кенни, Томас У.; Опасаясь, Рональд; Израилахвили, Джейкоб Н.; Полный, Роберт Дж. (2002). «Свидетельство для адгезии Ван -дер -Ваальса в гекковых щетинках» . Труды Национальной академии наук . 99 (19): 12252–6. Bibcode : 2002pnas ... 9912252a . doi : 10.1073/pnas.192252799 . PMC 129431 . PMID 12198184 .

[31] Steenhuysen, Джули (8 октября 2008 г.). «Говорят, что клей, похожий на геккоу, пока не самый липкий» . Рейтер . Получено 5 октября 2016 года .

[32] Быстрый, Даррен (6 ноября 2011 г.). «Биологически вдохновленная клейкая лента может быть повторно использована тысячи раз» . Новый Атлас . Получено 5 октября 2016 года .

[HsuGe20112-33] HSU, пинг Юань; GE, Liehui; Ли, Сяопенг; Старк, Алисса Y.; Wesdemiotis, Chrys; Niewiarowski, Peter H.; Dhinojwala, Али (24 августа 2011 г.). «Прямые доказательства фосфолипидов в следов геккона и интерфейса контакта с лопатообразой, обнаруженным с использованием чувствительной к поверхности спектроскопии» . Журнал интерфейса Королевского общества . 9 (69): 657–664. doi : 10.1098/rsif.2011.0370 . ISSN 1742-5689 . PMC 3284128 . PMID 21865250 .

[34] Хубер, Геррит; Манц, Хьюберт; Споленк, Ральф; Мекке, Клаус; Джейкобс, Карин; Горб, Станислав Н.; Arzt, Eduard (2005). «Доказательства вклада капиллярности в геккону -адгезию из однократных наномеханических измерений» . Труды Национальной академии наук . 102 (45): 16293–16296. Bibcode : 2005pnas..10216293H . doi : 10.1073/pnas.0506328102 . PMC 1283435 . PMID 16260737 .

[35] Чен, бин; Gao, Huajian (2010). «Альтернативное объяснение влияния влажности на адгезию геккона: снижение жесткости усиливает адгезию на грубой поверхности». Международный журнал прикладной механики . 2 (1): 1–9. Bibcode : 2010ijam .... 2 .... 1c . doi : 10.1142/s1758825110000433 .

[36] Путофф, Джонатан Б.; Prowse, Michael S.; Уилкинсон, Мэтт; Осень, Келлар (2010). «Изменения в свойствах материалов объясняют влияние влажности на адгезию геккона» . Журнал экспериментальной биологии . 213 (21): 3699–3704. doi : 10.1242/jeb.047654 . PMID 20952618 .

[37] Prowse, Michael S.; Уилкинсон, Мэтт; Путофф, Майкл; Майер, Джордж; Осень, Келлар (февраль 2011 г.). «Влияние влажности на механические свойства гекковых щетинок». Acta Biomaterialia . 7 (2): 733–738. doi : 10.1016/j.actbio.2010.09.036 . PMID 20920615 .

[38] Izadi, H.; Стюарт, KME; Пенлидис А. (9 июля 2014 г.). «Роль контактной электрификации и электростатических взаимодействий в гекковой адгезии» . Журнал интерфейса Королевского общества . 11 (98): 20140371. DOI : 10.1098/RSIF.2014.0371 . PMC 4233685 . PMID 25008078 . Мы продемонстрировали, что именно CE-управляемые электростатические взаимодействия определяют силу гекковой адгезии, а не ван-дер-ваальс или капиллярные силы, которые обычно рассматриваются в качестве основного источника адгезии геккона.

[KeselMartin2004-39] Кесел, Антония Б.; Мартин, Эндрю; Seidl, Tobias (19 апреля 2004 г.). «Получение сцепления с привязанностью к пауке: подход AFM к адгезии микроструктуры у членистоногих». Умные материалы и конструкции . 13 (3): 512–518. Bibcode : 2004smas ... 13..512K . doi : 10.1088/0964-1726/13/3/009 . ISSN 0964-1726 . S2CID 250841250 .

[40] Вольф, Джонас О.; Горб, Станислав Н. (7 января 2012 г.). «Влияние влажности на способность привязанности к пауке -филодромусу Dispar (Araneae, Philodromidae)» . Труды Королевского общества б . 279 (1726): 139–143. doi : 10.1098/rspb.2011.0505 . PMC 3223641 . PMID 21593034 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]