Обратные задачи ядерной магнитной релаксации : Спин-спиновой и спин-решеточной релаксации и самодиффузии

• Автор: Шакирьянов, Эдуард Данисович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Бирск
• Количество страниц: 128 с.

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

Глава

Ядерная магнитная релаксация в высокомолекулярных соединениях и

обратные задачи ЯМР (литературный обзор)

1.1. Явление ядерной магнитной релаксации

1.2. Явление самодиффузии

1.3. Некорректно поставленные задачи ядерной магнитной

РЕЛАКСАЦИИ

1.3.1. Обратная задача спин-спиновой релаксации

1.3.2. Обратная задача спин-решеточной релаксации
1.3.3. Обратная задача самодиффузии
Выводы к I главе
Глава
Объекты исследования и методы расчета
2.1. Объекты исследования
2.2. Метод регуляризации А.Н.Тихонова
2.3. Дискретные модели релаксационных сигналов
2.4. Описание программы численного решения
ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ЯМР
Выводы КО II ГЛАВЕ
Г лава
Влияние спектров времен корреляции и энергии активации на
проявление ядерной магнитной релаксации
3.1. Преобразование релаксационных сигналов с
ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИЕЙ
3.2. Тестовые расчеты по обратным задачам
ЯДЕРНОЙ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ
3.3.0 ВКЛАДЕ СПЕКТРОВ ВРЕМЕН КОРРЕЛЯЦИИ НА ПРОЯВЛЕНИЕ СПИН-СПИНОВОЙ РЕЛАКСАЦИИ
3.4. О ПОЛИМОДАЛЪНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИЙ АКТИВАЦИИ 13 -ПРОЦЕССА МОЛЕКУЛЯРНОГО
ДВИЖЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ПОЛИМЕРОВ
3.5.0 МЕХАНИЗМАХ ЯДЕРНОЙ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ В ОБЛАСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ (3 -ПРОЦЕССА В ТРЕХМЕРНЫХ ПОЛИМЕРАХ
О ЛИГОЭФИР(МЕТ) АКРИЛАТ АХ
ВЫВОДЫ К III ГЛАВЕ

Глава
Влияние распределения коэффициентов самодиффузии на проявление спнн-спиновой релаксации
олигокарбонат(мет)акрилатов
4.1. Об особенностях численного решения
ОБРАТНОЙ ЗАДАЧИ САМОДИФФУЗИИ
4.2. Проверка алгоритма вычисления
СПЕКТРА КОЭФФИЦИЕНТОВ САМОДИФФУЗИИ
4.3. Расчет коэффициента упаковки молекул олигокарбонат(мет)акрилатов
4.4. Связь вращательного и трансляционного
ДВИЖЕНИЙ МОЛЕКУЛ ОЛИГОКАРБОНАТ(МЕТ)АКРИЛАТОВ
Выводы к IV главе
Основные результаты и общие выводы
Литература

Введение
Актуальность проблемы. Проблема проведения физического эксперимента с минимальными затратами и эффективным использованием средств вычислительной техники всегда оставалась весьма актуальной. В этом плане комплексная система «физический прибор + ЭВМ» имеет огромные возможности. Применение такого подхода в ряде случаев эквивалентно повышению разрешающей способности экспериментальной установки за счет использования вычислительных алгоритмов при математической обработке результатов физического опыта. В этом плане изучение возможностей применения алгоритмов численного решения интегральных уравнений первого рода на ЭВМ, разработанных на основе метода регуляризации А.Н. Тихонова для математической обработки данных импульсных ЯМР измерений позволяют однозначно разделить на компоненты экспериментальные зависимости спин-спиновой и спин-решеточной релаксаций и кривых диффузионного затухания.
С другой стороны установление связи между химическим строением высокомолекулярных соединений (ВМС) и проявлением процессов их молекулярной подвижности по сей день остается основной задачей физики полимеров. Последнее обусловлено тем, что большинство физико-химических свойств полимерных материалов имеют релаксационную природу и, следовательно, определяются характером молекулярного движения различных кинетических единиц. В то же время при изучении физико-химических свойств полимеров важно использование неразрушающих методов исследования, таких как импульсный метод ЯМР, который позволяет в комплексе с вычислительной техникой получить мгновенные частотные характеристики (такие как спектр времен корреляций (СВК), распределений коэффициентов само-диффузии (КСД) и энергии активации) как для мономеров и мономер-полимерных систем, так и для конечных трехмерных полимеров при различных температурах и степенях превращения.

Выводы к I главе
Обобщая литературный обзор по теме диссертационного исследования, можно сформулировать следующие выводы:
- Общая теория ядерной магнитной релаксации для полимерных систем на настоящее время не создана, есть лишь разработки для низкомолекулярных жидкостей. Для количественного описания данных импульсных ЯМР-измерений в ВМС, как правило, используют теорию ядерной магнитной релаксации для низкомолекулярных жидкостей модифицированную введением спектра времен корреляций (СВК). Например в случае спин-спиновой и спин-решеточной релаксации применяют модифицированную теорию Кубо-Томита, где проблема нахождения СВК представляет собой некорректно поставленную задачу.
- Анализ литературных данных по ядерной магнитной релаксации в полимерах приводит к следующим обратным задачам ядерной магнитной релаксации:
1) задача восстановления спектров времен корреляций из кривой затухания поперечной составляющей вектора намагниченности во времени (обратная задача спин-спиновой релаксации);
2) задача нахождения распределения по энергиям активации из кривой температурной зависимости времени спин-решеточной релаксации (обратная задача спин-решеточной релаксации)',
3) задача численного расчета спектров коэффициентов самодиффузии из спада диффузионного сигнала (обратная задача самодиффузии);
- На сегодняшний день приведенные выше задачи не нашли своего численного решения.
- Для численного решения этих некорректно поставленных задач может быть использован метод регуляризации А.Н.Тихонова; полученное решение позволило бы однозначно разделить кривые ЯМР и идентифицировать механизмы молекулярного движения.