ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля в приложении к исследованию диффузии в жидких кристаллах А.Б.Конов 1, К.М.Салихов 1, О.И.Гнездилов 1, Ю.Г.Галяметдинов.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Расчет и проектирование магнитных систем. Лекция1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МС МРТ ТЕРМИН ЯМР Термин ЯМР охватывает резонансные и релаксационные явления,
Advertisements

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ХИМИИ Модуль I «Основные методы исследования в органической химии» Елена Александровна Краснокутская,
Физико-химические методы исследования биологически активных веществ.
Фотонное эхо.
Электромагнитное поле в диэлектрике Скорость распространения волн зависит только от магнитных и электрических свойств среды и определяется выражением:
М.В. Денисенко, В.О. Муняев, А.М.Сатанин М.В. Денисенко, В.О. Муняев, А.М.Сатанин Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского, Лаборатория.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В ХИМИИ Модуль I «Основные методы исследования в органической химии» Елена Александровна Краснокутская,
Энергетический спектр вакансий и плавление А. Г. Храпак Объединенный институт высоких температур РАН, Москва NPP-2012, Москва, 7 декабря 2012.
Реализация квантовых алгоритмов с помощью магнитного резонанса Михаил Волков лаборатория СФСХ научный руководитель член-корреспондент РАН Салихов К.М.
ТЕМА: МЕТОДЫ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА (ЯМР) Лекционный курс «Физические основы измерений и эталоны» Раздел ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗОНАНСНЫХ.
НЕИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОБЪЕМНОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ РАСПЛАВОВ Чернов Андрей Александрович, МК , ИТ СО РАН Зависимость времени кристаллизации.
1 аспирант кафедры нелинейной физики Шешукова С.E. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ САМОВОЗДЕЙСТВИЯ В СЛОИСТЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СТРУКТУРАХ И МАГНОННЫХ КРИСТАЛЛАХ Саратовский.
Капиллярно-волновая модель межфазных границ: итоги и перспективы исследований Д.И. Жуховицкий гл. н. сотр. ОИВТ РАН.
Радиоспектроскопия. Радиоспектроскопией называется раздел физики, в рамках которого исследуются переходы между энергетическими уровнями квантовой системы,
n=1 n=2 n=3 n=4 n=5 E r -- Решением данного уравнения является функция Блоха. Состояние с энергией может быть описано не только функцией, но и. В одномерном.
1 ЯМР. Часть 5. Особенности проведения эксперимента Временное и частотное представление спектра M y = M xy cosωt M x = M xy sinωt ω ω.
Лекции по физике. Молекулярная физика и основы термодинамики Явления переноса.
Уравнение Ми-Грюнайзена Выполнила: Пятницкая Д., гр Научный руководитель: Кузькин В. А.
1 Параметрический резонанс в динамике двухспиновой системы с накачкой Ю.С.Волков и Д.О.Синицын Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова.
ЯМР-спектроскопия и релаксометрия. Ядерный магнитный резонанс Ядра атомов, для которых числа протонов и нейтронов не являются одновременно четными, обладают.
Транксрипт:

ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля в приложении к исследованию диффузии в жидких кристаллах А.Б.Конов 1, К.М.Салихов 1, О.И.Гнездилов 1, Ю.Г.Галяметдинов 1,2, Н.М.Селиванова 2 1 Казанский Физико-Технический Институт КазНЦ РАН, 2 Казанский Государственный Технологический Университет

поток градиент концентрации Модель диффузии

Диффузию можно описывать с помощью условной вероятности перехода молекулы из одной точки в другую

Явление ядерного магнитного резонанса Во внешнем магнитном поле спины начинают прецессировать вокруг направления приложенного магнитного поля с частотой Лармора: - гиромагнитное отношение;- величина внешнего магнитного поля.

Как импульс градиента воздействует на спин? В присутствии градиента: Информация о положении спина сохраняется в его фазе! координата ядра поле, в котором находится ядро

Основная идея: * * - для случая свободной изотропной диффузии Как мы можем измерять константу диффузии D,используя ЯМР с ИГМП? Например, можно использовать два градиентных импульса. - длительность град. импульсов - время между град. импульсами (время диффузии) - амплитуда градиента * E. O. Stejskal and J. E. Tanner, J. Chem. Phys., 1965, 42, *

Как мы можем измерять константу диффузии D,используя ЯМР с ИГМП? набор сигналов преобразование Фурье набор спектров серия экспериментов

Учёт влияния диффузии: в уравнения Блоха добавляется дополнительный диффузионный член: Сигнал ослабляется совместным действием градиентных импульсов и диффузионного движения: В общем случае: * - для случая свободной изотропной диффузии Как мы можем измерять константу диффузии D,используя ЯМР с ИГМП?

Объекты исследования лиотропный жидкий кристалл C 12 EO 10 La(NO 3 ) 3 *6H 2 O D2OD2O или H 2 O + C 10 H 21 OH

Самоорганизация жидкого кристалла гексагональная уп. ламеллярная уп.

Смены текстур в ЖК системе [гексагональная мезофаза] температура [ламеллярная мезофаза] [изотропный раствор]

1 H спектр ЯМР C 12 EO 10

Диффузия в анизотропной среде В случае анизотропной диффузии мы имеем дело с тензором диффузии (набором констант, характеризующих диффузию)

Диффузия в анизотропной среде В неориентированных специально образом средах в диффузионные затухания вносят вклад движения с различными коэффициентами самодиффузии (различными компонентами тензора диффузии) В таких случаях адекватным является подход, при котором анализируется начальный участок диффузионного затухания

Температурная зависимость коэффициента самодиффузии воды и ПАВ для лиотропной жидкокристаллической системы С 12 EO 10La(III)Н 2 О 1( ) - H 2 O 2( ) - (CH 2 CH 2 O) 10 3() - (CH 2 ) 9 E акт =24 ÷ 26 кДж моль -1 E акт =100 ÷ 120 кДж моль – 370 К E акт =39 кДж моль -1 E акт =31 кДж моль -1 Селиванова Н.М., Гнездилов О.И., Конов А.Б и др. // Известия РАН. Серия химическая С

м.д. T/K Динамика резонансной линии протонов воды при фазовом переходе

Температурная зависимость коэффициента самодиффузии воды и ПАВ для лиотропной жидкокристаллической системы С 12 EO 10La(III)Н 2 О 1( ) - H 2 O 2( ) - (CH 2 CH 2 O) 10 3() - (CH 2 ) – 370 К Селиванова Н.М., Гнездилов О.И., Конов А.Б и др. // Известия РАН. Серия химическая С

Жидкокристаллическая система в поляризованном свете Т=298 К Т=320 К Т=360 К

Температурная зависимость коэффициентов самодиффузии показывает последовательную смену типов упаковки с ростом температуры согласно следующей схеме: неизвестная структура (кристаллическая?) – гексагональная – ламеллярная – изотропный раствор Структурные изменения внутри мезофазных состояний и фазовые переходы в жидких кристаллах кристаллическая структура (?) гексагональная структура ламеллярная структура изотропный раствор

Спасибо за внимание!

интегральная интенсивность от Градиента 2 * - для случая свободной изотропной диффузии Как мы можем измерять константу диффузии D,используя ЯМР с ИГМП?

Механические помехи (или ограниченное пространство) также может обуславливать неэкспоненциальность затухания сигнала: Ограниченная диффузия Диффузия в сфере Диффузия между плоскостями

Основная идея: * * - для случая свободной изотропной диффузии Как мы можем измерять константу диффузии D,используя ЯМР с ИГМП? Например, можно использовать два градиентных импульса. - длительность град. импульсов - время между град. импульсами (время диффузии) - амплитуда градиента * E. O. Stejskal and J. E. Tanner, J. Chem. Phys., 1965, 42, *