Спектроскопия структурно организованных водно-органических систем

• Автор: Баранов, Анатолий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 118 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ВОДНЫХ СИСТЕМ И ЕЕ РОЛЬ В ФОТОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ (литературный обзор)
§1.1. Структурные модели воды
§1.2. Влияние примесей на структуру воды. Структурные особенности водно-спиртовых растворов
§1.3. Спектроскопическое исследование структуры воды
§1.4. Особенности фотофизических процессов в водных системах
§1.5. Влияние магнитных полей на свойства воды и водных систем
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЁТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
§2.1. Объекты исследования
§2.2. Измерение спектров поглощения и люминесценции растворов
§2.3. Исследование водно-спиртовых растворов методом
комбинационного рассеяния света
§2.4. Получение генерационных характеристик растворов
красителей
§2.5. Методика эксперимента по снятию угловой зависимости
интенсивности и корреяционных характеристик рэлеевского рассеяния света
§2.6. Измерение спектральных характеристик водных растворов
органического вещества и медленной индукции листьев, обработанных магнитным полем
Глава 3.ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В
ВОДНЫХ РАСТВОРАХ КРАСИТЕЛЕЙ
§3.1. Исследование особенностей поглощения водных растворов
родамина 6Ж
§3.2. Исследование особенностей поглощения водно-спиртовых растворов родамина 6Ж
§3.3. Исследование концентрационных зависимостей флуоресцентных свойств водно-спиртовых растворов родамина 6Ж
§3.4. Особенности переноса энергии электронного возбуждения между молекулами красителей различного типа в водных растворах

§3.5. Участие ассоциатов родамина б Ж в процессе генерации излучения его водными растворами
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВОДНЫХ СИСТЕМ МЕТОДАМИ
СПЕКТРОСКОПИИ РАССЕЯННОГО СВЕТА
§4.1. Исследование структуры воды методами спектроскопии
комбинационного рассеяния света
§4.2. КР спектроскопия водно-этанольных растворов
§4.3. Исследование угловой зависимости интенсивности рассеянного света водно-спиртовых растворов
§4.4. Определение размеров кластеров в водно-спиртовых растворах методом корреляционной спектросокпии рассеянного света
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СЛАБЫХ ПЕРЕМЕННЫХ
МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ВОДУ И ВОДНЫЕ СИСТЕМЫ
§5.1. Влияние слабых переменных магнитных полей на структуру
водных систем
§5.2. Влияние слабых магнитных полей на природные водные
системы
§5.3. Влияние слабых магнитных полей на рост и фотосинтетичес-
кую активность листьев бобов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Выявление путей и механизмов трансформации поглощенной веществом световой энергии является одной из главных задач молекулярной спектроскопии. Исследования такой трансформации связаны с проблемой управления фотофизическими и фотохимическими процессами в молекулярных системах. Большой вклад в достижения данной области науки внесли исследования процессов фотопревращения энергии в молекулах, изучения механизмов переноса энергии электронного возбуждения и фотохимических реакций. Несмотря на большой прогресс в исследовании фотофизических процессов фундаментальные представления о механизмах фотопроцессов базируются в настоящее время в основном на результатах исследований модельных люми-несцирующих систем, проводившихся в предположении их гомогенности, которая подразумевает полную изотропность оптических свойств системы и отсутствие структурных неоднородностей жидкой или твердой матрицы. Реальные же молекулярные системы, в том числе и биологические, в которых происходят различные фотофизические процессы, являются гетерогенными. Их гетерогенность обусловлена не только наличием молекул различного типа, но и пространственной неоднородностью в распределении молекул реагентов, связанная влиянием растворителя на взаимодействующие молекулы. В связи с этим, актуальной проблемой является "выяснение влияния "клетки" растворителя на эффективность протекания фотофизических и фотохимических процессов в молекулярных системах. Особый интерес представляют исследования влияния водной матрицы на протекание фотофизических процессов между растворенными молекулами органических веществ. Этот интерес обусловлен тремя причинами.
•Вода — самая распространенная жидкость на планете и является непременной компонентой биологического мира. По этой причине возможно ее участие в формировании в биологических системах элементов порядка в ходе протекания физико-химических процессов (самоорганизации биологических систем). Исследование фотофизических процессов в водных растворах органических соединений может позволить установить механизмы управления структурными перестройками в модельных молекулярных и биологических системах внешними физическими воздействиями. В частности ответить на вопрос о природе воздействия сАабых магнитных полей и СВЧ-излучения на различные биологические объекты — обусловлен ли этот процесс непосредственным влиянием на живые организмы или его роль сводится к изменениям структуры воды.
•Исследования водных растворов - молекул красителей показали, что фотофизические процессы (молекулярная ассоциация, концентрационное ту-
Растворитель для водно-спиртовых растворов приготавливался на всю серию, поэтому соотоношение воды и спирта в растворах с разной концентрацией красителей было неизменным.
§2.2. Измерение спектров поглощения и люминесценции.
Электронные спектры поглощения исследованных растворов измерялись на однолучевом спектрофотометре НР-8452А фирмы “Hewlett-Packard”, на автоматическом двухлучевом спектрофотометре “Specord М-40" и однолучевом спектрофотометре СФ-46.
Для измерения поглощения растворов красителя в тонком слое исполь-

Рис.5. Схема установки для измерения поглощения методом НПВО.
зовался метод нарушенного полного внутреннего поглощения (НПВО) [133], схема установки показана на рис.5. Луч Аг+-лазера разделялся на два (измерительный и контрольный) примерно одинаковой интенсивности делительным кубиком ДК. Лучи проходили через поляризационные призмы Аренса, призма А1 задавала поляризацию луча в измерительном плече, призма А2 использовалась для выравнивания интенсивностей в измерительном и контрольном плечах. Измерительный луч пропускался через призму с кюветой К и попадал на фотодиод ФД1. Котрольный луч направлялся на фотодиод ФД2, включенный навстречу ФД1. Микровольтметр В7-38 измерял напряжение пропорциональное разности интенсивности обоих лучей. Сначала с помощью призмы А2 интенсивности лучей в каналах выравнивались, затем в кювету заливался раствор и интенсивность луча в измерительном канале уменьшалась за счет НПВО. В случае небольшого поглощения (<10%), интенсивность луча прошедшего призму НПВО равна
*) Пользуюсь случаем выразить глубокую благодарность оптику высшей квалификации Слабкой Н.В. за превосходное качество оптических элементов, изготовленных для выполнения этой работы.