АВТОВОЛНОВАЯ ДИНАМИКА ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПЕРВОГО РОДА

Ботин А. С., Буравцев В. Н., Заикин А. Н.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино; *Институт химической физики РАН, Москва, Россия
Исследовано явление периодической кристаллизации и плавления поверхностного слоя системы, находящейся в изотермических условиях при температуре, близкой к температуре фазового перехода. Система представляет собой разбавленный раствор летучей примеси (NH3 или С2Н5ОН) в воде и состоит из микрозародышей твердой фазы растворителя (Н2О), распределенных в поверхностном слое раствора; они агрегируют между собой и образуют двумерную дисперсную систему. Система открыта: примесь диффундируют в систему из резервуара и испаряется с поверхности. В известной области параметров и граничных условий в системе возникают диссипативные структуры, а также автоволны структурной перестройки. Установлено, что фронт волны затвердевания представляет собой бегущий фрактальный кластер, волна плавления также масштабно-инвариантна. Многообразие динамических режимов системы вызвано наличием метастабильных состояний при кооперативном взаимодействии ее элементов и влиянием поверхностных эффектов. Предложены, исследованы и обсуждаются математические модели явления.