復(fù)雜玻璃形成氫鍵液體中超慢弛豫動(dòng)力學(xué)的研究.pdf

1、本文主要研究單羥基醇玻璃形成液體介電譜中出現(xiàn)的“額外”的德拜弛豫，同時(shí)也關(guān)注了結(jié)構(gòu)弛豫與二級(jí)弛豫。因德拜弛豫比常規(guī)小分子液體中最慢的結(jié)構(gòu)弛豫還慢因此稱為超慢弛豫動(dòng)力學(xué)。
　　盡管單羥基醇中德拜弛豫已研究了近百年，很多不同于結(jié)構(gòu)弛豫的特征也已報(bào)道，但物理起源至今尚不清楚。研究表明單羥基醇中德拜弛豫與氫鍵結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，而氫鍵結(jié)構(gòu)又廣泛存在于生物大分子中，承載著生物機(jī)體的各種機(jī)能，因此對(duì)德拜弛豫的研究不僅有利于認(rèn)識(shí)其物理起源與德拜液體中

2、氫鍵團(tuán)簇組織，而且有助于深入理解生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能。
　　本文通過介電弛豫與焓弛豫兩種方法研究了單羥基醇、含硫基單羥基醇、含氧基單羥基醇在玻璃轉(zhuǎn)變溫度附近的動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)行為，系統(tǒng)分析了德拜弛豫隨溫度的改變、德拜弛豫與結(jié)構(gòu)弛豫之間聯(lián)系，探討了德拜弛豫的物理起源。
　　選擇2-丁基-1-辛醇（2B1O）與2-己基-1-葵醇（2H1D）研究了長碳鏈單羥基醇的動(dòng)力學(xué)行為，發(fā)現(xiàn)與短碳鏈單羥基醇2-乙基-1-己醇（2E1H）相比，

3、介電譜中依然存在德拜弛豫，但弛豫峰形卻出現(xiàn)了寬化，且隨溫度升高，寬化程度增加，德拜弛豫與結(jié)構(gòu)弛豫寬度逐漸接近。二元混合體系2H1D—2E1H（德拜液體）和2E1H—squalane（非德拜液體）的介電弛豫研究都發(fā)現(xiàn)了相同的寬化現(xiàn)象與溫度變化規(guī)律。根據(jù)德拜弛豫的寬化規(guī)律探討類德拜弛豫寬度與介電強(qiáng)度之間關(guān)系、以及單羥基醇中的氫鍵團(tuán)簇組織。
　　選擇與2E1H分子結(jié)構(gòu)相似但含一個(gè)-S-的3-甲硫基-1-己醇（3MT1H）研究含硫基單羥基

4、醇的弛豫動(dòng)力學(xué)，在介電譜中意外地發(fā)現(xiàn)了德拜弛豫。熱力學(xué)研究結(jié)果、二元混合溶液3MT1H—2E1H（德拜液體）與3MT1H—2-乙基己基胺（EHA，非德拜液體）的動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果進(jìn)一步表明，3MT1H的動(dòng)力學(xué)特征與單羥基醇相同。隨著-CH2-被-S-替代，德拜弛豫的介電強(qiáng)度與弛豫時(shí)間都改變很小，而結(jié)構(gòu)弛豫強(qiáng)度卻大大增強(qiáng)，且兩弛豫時(shí)間差別減小，證明了德拜液體中結(jié)構(gòu)弛豫來源于自由分子與氫鍵鏈狀組織的碳鏈的運(yùn)動(dòng)，發(fā)展了德拜弛豫的氫鍵團(tuán)簇結(jié)構(gòu)模型。

5、
　　鑒于含硫基單羥基醇中存在德拜弛豫，硫與氧位于元素周期表中同一主族，選擇六種不同分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)進(jìn)一步研究含氧基單羥基醇的弛豫動(dòng)力學(xué)，發(fā)現(xiàn)其介電弛豫譜中均未探測到德拜弛豫，表明從單羥基醇、含硫基單羥基醇到含氧基單羥基醇介電譜不連續(xù)。但主弛豫的表觀半高寬與溫度之間的關(guān)系卻出現(xiàn)了極小值，非指數(shù)因子與焓弛豫所測數(shù)值和強(qiáng)弱性因子之間均不遵守由常規(guī)液體建立的規(guī)律。應(yīng)用二級(jí)弛豫分析了半高寬的最小值現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在主弛豫時(shí)間達(dá)納秒數(shù)量級(jí)的高溫下二