Тема диплома (физика металлов & гидрофобность)

[kw_artem]

Возникла проблема с выбором темы дипломной работы. Научрук ничего не говорит, вернее во всём со мной соглашается, не критикует, не комментирует, что не добавляет уверенности в выборе. В самом начале, когда к нему только пришел, он предложил поразмыслить на тему взаимодействия определённых белков крови (а именно белков, отвечаемых за свёртываемость крови) с поверхностью металлов (*), придумать теоретическую модель; т.е. работу теоретического плана, предполагающую знания в области биохимии и биофизики. Т.к. данные предметы, вообще не предполагаются нашей специальностью (наша основа: марки сталей, структура сталей, термическая обработка (закалки, отжиги и т.п.) и т.д., короче почти металлургическая тематика с нотками физики (был курс теорфизики в объёме 3-ёх семестров) ), приблизительно полгода ушло на въезд в данную тематику. Оказалось, что не всё так просто в указанной теме (*): во взаимодействии участвует куча различных эффектов и явлений, и все практически лежат в плоскости химии и биологии, а не физики. После долгих скитаний и раздумий, решил, что единственный способ выбрать направление, связанное с физикой металлов, при этом не ударившись глубоко в биохимию, взять следующую тематику: влияние каких-то определённых характеристик металла на его гидрофобные свойства. Благо изучение гидрофобности можно провести компьютерным моделированием (через динамику молекул воды в контакте с поверхностью металла). А вот каких именно характеристик, здесь как раз и не могу определиться окончательно. Есть несколько идей, но есть также возражения против и недостаток информации.

Приведу свои идеи и соображения по их поводу, может кому эта тематика ближе или сталкивался с ней, прокомментирует и подскажет. Т.к., руководитель занимался в прошлом изучением влияния ионной имплантации поверхностей металлов на их гемосовместимость, то на ум сразу пришли 2 мысли:
1) грубо говоря, изучение влияния примесных приповерхностных ионов на гидрофобность поверхности;
2) влияние аморфной структуры металла на гидрофобность поверхности;
Какие соображения против. По первому пункту. Как я полагаю, влияние это на гидрофобность будет обуславливаться отчасти поверхностной плотностью зарядов металла, а присутствие в поверхностном слое полож.ионов должно как-то влиять на эту плотность. Но, из-за эффекта экранировки, действительно ли это изменение будет существенным? По второму пункту. Здесь кажется ещё намного сложней и работой комплексной. Не знаю, были ли попытки расчёта электронной структуры такого состояния металлов, точнее есть ли вообще какие либо общие закономерности эл.структуры, которыми можно было бы воспользоваться?
3) следует из 1-го: если нет смысла рассматривать изменения, вызванные ионами, может более осмысленной будет задача изучения гидрофобности на конкретной модели тв.тела-металла;

В общем, не хватает дополнительных сведений и ориентиров, и времени на их выяснение, тоже остаётся всё мало. Может, кому эта тематика (физика тв.тела) ближе или кто сталкивался с данной проблемой, прокомментирует, наведёт, поможет или ещё какую-нибудь тему предложит.

Заранее всех благодарю :)

[GraNiNi]

kw_artem в сообщении #1047097 писал(а):

Благо изучение гидрофобности можно провести компьютерным моделированием (через динамику молекул воды в контакте с поверхностью металла).

А Вы уверены, что молекулы воды будут контактировать именно с металлом, а не с его окислами?
Ведь большинство металлов (кроме, может быть, благородных) устойчивы благодаря имеющейся на их поверхности тончайшей окисной пленки. К ним относятся: алюминий, титан, хром и множество других металлов и сплавов.
Поэтому, компьютер, сам по себе, ничего не смоделирует, если у Вас самих не будет адекватной модели гидрофобного поведения молекул на границе вещество (не только металл) - жидкость.
Кроме того, вода сама может химически изменять поверхностную структуру тончайших приповерностных слоев металла и окислов (гидратирование), что повлечет за собой и изменение гидрофобных характеристик поверхности, что еще более усложнит построение модели.

[kw_artem]

GraNiNi

GraNiNi в сообщении #1047100 писал(а):

Ведь большинство металлов (кроме, может быть, благородных) устойчивы благодаря имеющейся на их поверхности тончайшей окисной пленки. К ним относятся: алюминий, титан, хром и множество других металлов и сплавов.

И действительно, об этом позабыл как-то. В этом случае можно будет всю поверхность замостить определенным оксидом металла в определенной кристаллографической плоскости (упростить тем самым модель). Но, правильно ли я понимаю, что в оксидах металлов (напр., в титана) поверхностная электронная плотность полностью исчезает: химическая связь становится уже по большей части ковалентной/ионной, а не металлической? Большую роль будут играть (если не учитывать гидратирование) водородные связи, возникающие между кислородом подложки и водородом молекул воды?

GraNiNi в сообщении #1047100 писал(а):

Кроме того, вода сама может химически изменять поверхностную структуру тончайших приповерностных слоев металла и окислов (гидратирование), что повлечет за собой и изменение гидрофобных характеристик поверхности, что еще более усложнит построение модели.

Да, это в голову приходило. Поэтому подумал, что может начать пока с простейшей модели и рассмотреть поведение воды не у самой поверхности, а на некотором удалении. Только как при этом учесть самоорганизацию молекул воды в промежуточном опускаемом слое.