Введение 4
Глава 1 6
Релаксационные свойства жидких диэлектриков 6
1.1 Дипольная релаксация 7
1.2 Дисперсионные уравнения 10
1.3 Распределение времен релаксации 21
1.3.1 Распределение Коула—Коула 22
1.4 Диэлектрическая релаксация и термодинамические функции 24
Глава 2 27
Экспериментальная установка и методы измерения диэлектрических свойств материалов 27
2.1 Измерительные системы - анализатор цепей 27
2.2 Методы измерения 29
2.2.1 Коаксиальный пробник 29
2.2.2 Линия передачи 32
2.2.3 Свободное пространство 34
2.2.4 Объемный резонатор 35
Глава 3 40
методом диэлектрической спектроскопии 40
3.1 Методика проведение эксперимента 42
3.2 Обсуждение результатов 49
Заключение 50
Список использованной литературы 51
Изучение взаимодействия электромагнитного поля с веществом, является одной из актуальных проблем современной радиофизики. Радиофизические методы исследования, к которым относятся рефрактометрия, кондуктометрия, диэлектрическая спектроскопия, широко применяются для измерения электрических характеристик материальных сред.
Методы диэлектрической спектроскопии дают важную информацию о фундаментальных свойствах жидкостей, структуре, тепловом движении частиц, структурных изменениях систем, например растворов полярных жидкостей, при изменении температуры и состава.
Диэлектрическая релаксация воды находится в высокочастотном диапазоне (16ГГц при температуре 20 0С), поэтому получение диэлектрического спектра является непростой задачей. В последние десятилетия с развитием СВЧ измерительной техники появились высокочастотные векторные анализаторы цепей, которые позволяют проводить диэлектрические измерения в диапазоне частот 500 МГц-60ГГц.
Многие природные и синтетические биологически активные вещества (БАВ) проявляют способность к образованию наноассоциатов в области низких (10-10-10-2 моль/литр) и сверхнизких (10-20-10-11 моль/литр) концентраций[1, 2]. Существующие в настоящее время гипотезы механизма действия водных растворов биологически активных веществ в области низких концентраций не могут объяснить природы этого достаточно распространенного явления [1, 2]. Для объяснения накопившихся фактов
высокой физиологической активности водных растворов БАВ необходимо раскрыть физико-химические закономерности, присущие разбавленным водным растворам, выяснить влияние низких и сверхнизких концентраций растворенных веществ на процессы структурообразования в водных системах, установить взаимосвязь структурообразования, свойств водных растворов и их биоэффектов [3]. Одной из важных аминокислот участвующей в жизни-деятельности человека является L-лизин, она проявляет биологические активные свойства в водных растворах.
Целью данной работы является исследование концентрационной зависимости (10“2 - Ю-10 моль/литр) водных растворов L-лизина методом диэлектрической спектроскопии.
Первая глава настоящей работы посвящена механизмам релаксации жидких диэлектриков. Во второй главе рассмотрены методы измерения диэлектрических спектров в высокочастотном диапазоне. В третьей главе изложена методика проведения эксперимента и обсуждаются полученные результаты.
В результате проделанной работы было выполнено следующее:
• Освоена работа с измерительным комплексом компании Agilent Technologies - PNA-X Network Analyzer (N5247A);
• Измерены диэлектрические спектры растворов L-лизина в воде (10-2— 10"10) в температурном диапазоне 5С - 30С;
• Рассчитаны времена диэлектрической релаксации и оценены энергии активации процесса диэлектрической релаксации.
• Выявлены характерная концентрация 10-4, при которой происходит резкое изменение зависимости ДЕ от концентрации. Предположительно это связано с изменением структуры раствора (появлением наноассоциатов) L-лизина.
