Основная область исследований Бориса Дерягина была связана с изучением дисперсных систем — твердых, жидких и газообразных образований — и последствий их взаимодействия. Ученый добился уникальных результатов: он разработал теорию о поверхностной стабильности коллоидов, то есть промежуточных дисперсных систем, к которым причисляют дым, туман, аэрозоли, пену, гель, суспензии и другие. Кроме того, Дерягин смог синтезировать нитевидные кристаллы алмаза, известные как алмазные «усы», которые обладают высокой прочностью и твердостью.

Результаты исследований Бориса Дерягина ознаменовали новый этап изучения коллоидных систем и нашли широкое применение в разработке нанотехнологий, биохимии и материаловедении, в сельском хозяйстве для очистки почвы и воды, при производстве косметических и фармацевтических средств, оптических приборов, электроники и компьютерной техники во всем мире.

Борис Дерягин: общие сведения

Борис Дерягин (1902 – 1994) – выдающийся советский физикохимик, чьи работы стали важнейшим достижением для развития физической химии и молекулярной физики.

Дерягин окончил Московский государственный университет в 1922 году. Сразу после окончания университета он присоединился к Институту физической химии Академии наук СССР, где с 1935 года им была возглавлена так называемая лаборатория тонких слоев, которая сейчас известна как отдел поверхностных явлений.

Одной из основных областей работы Дерягина было изучение поверхностных сил, то есть столкновения, и их влияния на свойства твердых, жидких и газообразных дисперсных систем, таких как воздух и природный газ, туман и облака, пыль и дым, порошки, пена, кровь, молоко, крем, нефть, взвесь и паста, почва, а также различные сплавы, бетон и другие. Физикохимик разработал учение о поверхностной стабильности коллоидов (промежуточных дисперсных систем).

Кроме того, Борис Дерягин разработал метод, позволяющий непосредственно измерить силы притяжения между макроскопическими телами. Для этого он исследовал взаимодействие молекул жидкости с молекулами тела и возникающие при этом так называемые капиллярные силы.

Результаты исследований Дерягина дали новое понимание поведения коллоидных систем и способствовали разработке новых материалов и технологий. Они помогли улучшить производство коллоидных катализаторов, косметических и фармацевтических продуктов, а также привели к появлению новых методов очистки воды и почвы от загрязняющих веществ.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Благодаря исследованиям Бориса Дерягина науке стал известен так называемый коллоидный катализатор. Такие устройства широко используются в промышленности и научных исследованиях, так как он способен обеспечить высокую скорость реакции при небольших концентрациях. 

Исследование особых свойств граничных слоев жидкостей

Важным достижением Бориса Дерягина было исследование особых свойств граничных слоев жидкостей, или граничных фаз, и взаимодействия газов с аэрозольными частицами и твердыми поверхностями. Он также разработал молекулярную теорию трения и теорию прилипания твердых тел.

Молекулярная теория трения, разработанная Дерягиным, основывается на представлении трения как результата взаимодействия молекул жидкости с поверхностью твердого тела. Согласно этой теории, молекулы жидкости, находясь в непосредственной близости от поверхности твердого тела, испытывают силы притяжения со стороны атомов или молекул твердого тела. Это приводит к образованию слоя молекул, прилипших к поверхности, который называется граничным слоем. Молекулярная теория трения позволяет объяснить ряд свойств граничных слоев, таких как их вязкость и теплопроводность. Она также позволяет предсказать зависимость коэффициента трения от различных параметров, таких как скорость скольжения и температура.

В дальнейшем исследования Дерягина нашли применение в различных отраслях, таких как нанотехнологии, биохимия, материаловедение и коллоидная химия. Его работа считается одним из важнейших в области так называемых поверхностно-адсорбционных явлений.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Дерягин также исследовал электроадгезионные явления. Эти исследования были важными для понимания процессов адгезии, то есть сцепления поверхностей различных материалов.

Алмазные «усы»

Большой заслугой Дерягина было синтезирование нитевидных кристаллов алмаза, разработка, ставшая известной как алмазные «усы».

Этот сложнейший процесс был впервые осуществлен при низких давлениях и стал основой для разработки методов наращивания алмазных кристаллов и порошков из газа при низком давлении. Возможность работы при низком давлении стала ключевым фактором уникальности метода, который сделал его более доступным по сравнению с традиционными способами наращивания алмазов из жидкой фазы.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
Процесс синтеза алмазных «усов» начинается с создания подходящей газообразной смеси, содержащей углеродный источник, как, например, метан или этилен. Затем смесь подвергается высокочастотному разряду, который провоцирует реакцию между углеродом и газовой смесью. В ее результате на поверхности подложки начинается формирование микрокристаллов алмаза. Затем эти микрокристаллы нарастают друг на друга, формируя нитевидные структуры. 

Алмазные «усы» обладают высокой прочностью и твердостью, что делает их идеальным материалом для использования в различных отраслях промышленности. Они широко применяются при производстве оптических приборов, электроники и компьютерной техники, систем охлаждения, в изготовлении ножей, сверл и других промышленных инструментов.