Импульсная спектроскопия ЯМР анизотропных материалов с высокой молекулярной подвижностью

• Автор: Двинских, Сергей Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 305 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС И ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

§ 1. Физические основы ЯМР

1.1 Явление ядерного магнитного резонанса

1.2 Теоретическое описание ЯМР

1.2.1 Гамильтониан спинового взаимодействия

1.2.2 Теория среднего гамильтониана

1.2.3 Спин-решеточная релаксация

§2. Жидкие кристаллы

2.1 История развития
2.2 Области применения
2.3 Физические свойства
§3. Ядерный магнитный резонанс в жидких кристаллах
3.1 Спиновые зонды
3.2 Подавление (усреднение) спиновых взаимодействий
3.2.1 Усреднение в реальном пространстве
3.2.2 Усреднение в спиновом пространстве
3.3 Восстановление спиновых взаимодействий
3.4 Усиление сигналов «слабых» ядер
3.5 Двумерная спектроскопия ЯМР
Заключение по главе I
ГЛАВА 2. СПЕКТРОСКОПИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ПОЛЕЙ В
АНИЗОТРОПНЫХ ЖИДКОСТЯХ
§ 1. Основы спектроскопии раздельных локальных полей
1.1. Анизотропные спиновые взаимодействия в ЖК
1.1.1. Электронное экранирование
1.1.2. Гетероядерные спин-спиновые взаимодействия
1.1.3. Влияние вращения образца под магическим углом
1.2. Принципы методики раздельных локальных полей
1.3. Спектроскопия раздельных локальных полей в ЖК

1.4. Выводы

§2. Спиновый обмен во вращающейся системе координат
2.1. Кросс-поляризация с амплитудной и фазовой модуляцией радиочастотного поля (АФМ-КП) при вращении образца под магическим углом
2.1.1. Импульсная последовательность
2.1.2. Теоретический анализ
2.1.3. Численный анализ
2.1.4. Экспериментальные результаты
2.1.5. Выводы
2.2. Кросс-поляризация при вращении образца под магическим
углом и внерезонансном облучении протонов
2.2.1. Импульсная последовательность
2.2.2. Теоретический анализ
2.2.3. Численный анализ
2.2.4. Экспериментальные результаты
2.2.5. Выводы
2.3. Внерезонансная кросс поляризация с фокусировкой взаимодействия электронного экранирования
2.3.1. Импульсная последовательность
2.3.2. Теоретический анализ
2.3:3. Экспериментальные.результаты
2.3.4. Выводы
2.4. Изотропный по спиновым координатам перенос поляризации
2.4.1. Импульсные последовательности
2.4.2. Теоретический анализ
2.4.3. Экспериментальные результаты
2.4.4. Выводы
§3. Спектроскопия локальных полей в лабораторной системе
координат
3.1. Спектроскопия локальных полей при ВМУ методом
кодировки протонной намагниченности
3.1.1. Импульсная последовательность
3.1.2. Экспериментальные результаты
3.1.3. Выводы
3.2. Спектроскопия раздельных локальных полей для трех взаимодействующих спиновых подсистем
3.2.1. Импульсные последовательности
3.2.2. Теоретический анализ
3.2.3. Экспериментальные результаты
3.2.4. Выводы
§4. Экспериментальное сравнение гетероядерных методик
4.1. Модельные спиновые системы в неподвижных образцах
4.2. Сравнение методов СЛП, PDLF, PISEMA и WIM в многоспиновых системах
4.3. Сравнение методик спектроскопии раздельных локальных полей
при вращении образца под магическим углом
Заключение по параграфам
§5. ЯМР 'Н в нулевом поле
5.1. Гомоядерный дипольный гамильтониан в нулевом
и сильном магнитных полях
5.2. Расчеты спектров ЯМР ]Н ЖК полученных в сильных
магнитных полях
5.3. Спектроскопия ЯМР 'Н жидких кристаллов в нулевом поле
5.4. Применение к жидким кристаллам
5.4.1. Модельный образец 8ЦБ
5.4.2. Нематический жидкий кристалл‘5ЦБ в пористых стеклах
Вывод по параграфу
Заключение по главе
ГЛАВА 3. ЯМР С ИМПУЛЬСНЫМ ГРАДИЕНТОМ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И СПИНОВАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ПОДВИЖНЫХ СИСТЕМАХ С СИЛЬНЫМИ АНИЗОТРОПНЫМИ СПИНОВЫМИ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯМИ
Введение
§ 1. Принципы ЯМР с градиентом магнитного поля для
исследования самодиффузии
1.1. Стандартный метод в жидкости
1.2. Особенности трансляционной диффузии в жидких кристаллах
1.2.1. Анизотропия диффузии
1.2.2. Короткое время жизни спиновых когерентностей
1.3. Предыдущие подходы к измерению диффузии в
анизотропных системах методами ЯМР
1.3.1. Методика градиента магнитного поля
1.3.2. Другие ЯМР методы для измерения диффузии
1.4. Выводы
§2 ЯМР с градиентом магнитного поля в жидких кристаллах
2.1 ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля и
многоимпульсной развязкой

Классификация мезофаз
Современная классификация мезофаз представляется в виде очень разветвленной схемы как представлено на Рис. 2.3. Ниже дается описание структур основных типов жидкокристаллических фаз.
мезофазы
термотропные
лиотропные
сферические стержнеобразые дискообразные планкообразные бананообразные
молекулы молекулы молекулы молекулы молекулы
пластические
кристаллы
екул
Ві В2 В3 В4 В5 В6 В7 В8
колончатые
ГҐТ1
кубические нематики фазы | 1 ]
I-1 1 N0*
о о голубые °
сиЬ I
фазы гексагональные прямоугольные
ОГХ1. Л 1 Г 1 °*
ВРІ ВРИ ВРІІІ ВРТ
Р2,/а Р2/а С2/т
3С(3С*)
I 1 і 1 і
і , Эм , з0 < Зо

ТвВА*
“Зеї — ф С
~*3С2
-Зс —ф С
|-*зп - £
Тв ВС*

“*СапЬ

ламелярные гексагональные тетрагональные кубические нематики
тЬ гЬ гЬ гУп
Ц -2 Ц РН1 РН2 Рн
Р, Р2 Р3 О230а223а22.,а229 М[).
Рис. 2.3. Современная классификация мезофаз.
Термотропные мезофазы стержнеобразных молекул разделаются на три класса: нематические, холестерические и смектические, структура которых схематически изображена на Рис. 2.4. Нематики обладают ориентационным порядком, но не имеют периодичности в расположении центров молекул. Холестерики - форма нематика с закрученная по спирали директором.