Исследование многофазных наноразмерных систем методом широкополосной диэлектрической спектроскопии

• Автор: Войлов, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Введение
Актуальность работы
Цель работы
Основные защищаемые положения
Научная новизна
Практическая значимость результатов диссертации
Личный вклад автора
Основные публикации автора по теме диссертации
Структура диссертации
Глава 1. Новые подходы к применению широкополосной
диэлектрической спектроскопии. (Обзор литерату ры)
1.1 Принцип метода диэлектрической спектроскопии
1.2 Некоторые физические аспекты диэлектрической спектроскопии
1.2.1 Виды поляризации
1.2.2 Релаксационные процессы
1.3 Методики расчета спектров времен диэлектрической релаксации
1.3.1 Дебаевская релаксация
1.3.2 Зависимости Коула-Коула
1.3.3 Несимметричные функции релаксации
1.4 Взаимосвязь спектров времен диэлектрической релаксации с молекулярной подвижностью
1.4.1 Изменения физических и химических свойств во время фазового
разделения
1.5 Современные тенденции в применении диэлектрической спектроскопии
1.5.1 Анализ электродных эффектов
1.5.2 Анализ вклада ионной проводимости
1.5.3 Методика измерения с одной свободной поверхностью
1.5.4 Приложения к задачам биологии и медицины
1.5.5 Использование метода ШДС для контроля качества продуктов питания
1.6 Примеры применения широкополосной спектроскопии к исследованиям многофазных систем
1.6.1 Импеданс растворов мицелл АОТ/вода в гексане
1.6.2 Металлосодержащие композиции
1.6.3 Цеолиты
1.7 Постановка задачи
Глава 2. Методическая часть
2.1. Вещества для исследований
2.2.1. Мицеллярные растворы
2.2.2. Нанокомпозиты на основе полиамидов и металлосодержащих соединений

2.2.3. Нанокомгюзигы на основе цеолитов и полупроводников
2.2. Методика широкополосной диэлектрической спектроскопии45
2.2.4. Широкополосный диэлектрический спектрометр
2.2.5. Измерительные ячейки
2.2.6. Разделение вкладов сквозной проводимости и электрической дипольной
релаксации
2.2.1. Расчет спектров времен электрической дипольной релаксации
2.3. Заключение
Глава 3. Диэлектрические исследования растворов обратных мицелл
АОТ/вода в гексане
3.1 Измерения импеданса растворов обратных мицелл АОТ/вода в гексане
3.1.1 Электродные эффекты
3.1.2 Сквозная проводимость
3.1.3 Максвелловское время релаксации
3.1.4 Температурная зависимость проводимости
3.2 Обсуждение результатов диэлектрических исследований
мицеллярных растворов
3.2.1 Ток. ограниченный пространственным зарядом
3.2.2 Подвижность носителя тока, определяющая электропроводность
3.2.3 Оценка концентрации примесей акцепторов электрона в исследованных
мицеллярных растворах
3.3 Заключение
Глава 4. Исследование диэлектрических свойств полимерных
нанокомпозитов на основе полиамидов и металлосодержащих
соединений
4.1 Влияние влажности на диэлектрические свойства
полиамидных композитов
4.2 Сравнение электрофизических свойств композитов и матрицы
4.3 Влияние металлосодержащих добавок на а- релаксацию
4.4 Температурная зависимость времени релаксации
4.5 Заключение
Глава 5. Изучение релаксационных свойств нанокомпозитов цеолит
НЬе1а - полупроводник АИВ41
5.1 Измерение релаксационных свойств нанокомпозита цеолит-
полупроводник НЬЩапЭ
5.1.1 Влияние ZnS на зависимость диэлектрической проницаемости НЬйа от
частоты поля и температуры
5.1.2 Влияние предварительного прогрева на зависимость проницаемости от
частоты поля и температуры
5.1.3 Зависимость действительной части проводимости от частоты поля и
температуры

5.2 Обсуждение результатов исследования диэлектрических свойств нанокомпозита Hbeta-ZnS
5.2.1 Спектры времен релаксации
5.2.2 Диэлектрический отклик воды в композите Hbeta-ZnS
5.2.3 Взаимодействие ZnS с цеолитом
5.2.4 Диэлектрический отклик ZnS в нанокомпозите Hbeta-ZnS
5.3 Диэлектрический отклик воды в нанокомпозите цеолит-полупроводник Hbeta-CdS
5.4 Заключение
Выводы
Список рисунков
Список таблиц
Литература

Сегодня активно ведется исследование процессов переноса заряда и релаксационных свойств ДНК и РНК [90, 91, 92]. Ведутся попытки создания микрочипов для контроля содержания глюкозы в крови для предотвращения гипо- или гипергликемической комы у больных диабетом [93, 94, 95]. Проходят исследования полипептидных цепей, составляющих основу белков [96, 97], процессов деления клетки [98, 99] и динамики биологических процессов [100, 101]. На завершительной стадии находится процесс создания микрочипов для мониторинга крови [102, 103, 104]. Внедрение в эпидермис СВЧ-детекторов (с рабочей частотой излучателя порядка 20 ГГц) позволяет исследовать процессы генерации и регенерации слоев эпидермиса под действием различных факторов (термическая обработка, УФ и т.д.).
1.5.5 Использование метода ШДС для контроля качества продуктов питания
С недавних времен, началось активное применение метода широкополосной диэлектрической спектроскопии для решения ряда важнейших задач сельского хозяйства, таких как контроль качества овощей и фруктов [105, 106], а так же других продуктов питания.
1.6 Примеры применения широкополосной спектроскопии к исследованиям многофазных систем.
Ниже приведены несколько примеров применения широкополосной спектроскопии для исследований многофазных систем с разной вязкостью.
1.6.1 Импеданс растворов мицелл АОТ/вода в гексане
Исследованию мицеллярных систем в последнее десятилетие уделяется большое внимание. Это обусловлено заманчивой перспективой применения их в разных областях науки и техники [107], в частности, в технологии формирования наноразмерных полупроводниковых структур (см., например, [108]), для интенсификации нефтеотдачи пластов [109], для фото-литического восстановления воды и др. Одним из центральных вопросов в