КОНСТРУКТИВНІ І ТЕХНОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ РЕАЛІЗАЦІЇ ОПТИКОАКУСТИЧНОГО МЕТОДУ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АРОМАТИЧНИХ СПОЛУК ТА ЇХ ФТОРОВАНИХ АНАЛОГІВ
DOI:
https://doi.org/10.31110/fmo2024.v39i4-01Ключові слова:
акустичний спектр, ароматична сполука, спектроскопія Мандельштама-Бріллюена, оптична установка, експериментАнотація
Формулювання проблеми. Дослідження акустичних спектрів ароматичних сполук та їх фторованих аналогів, показує, що в цих рідинах спостерігається проста область акустичної дисперсії, яка обумовлена процесами коливної релаксації – передачі енергії поступального руху молекул коливним ступеням вільності і зворотньо. Розбіжності в трактуванні молекулярних механізмів акустичної релаксації пояснюються тим, що до останнього часу були відсутні експериментальні дані про акустичні спектри ароматичних сполук та їх фторованих аналогів в широких інтервалах температур і частот.
Матеріали і методи. У дослідженні розглядається метод акустичної спектроскопії Мандельштама-Бріллюена, удосконалений автоматизованою експериментальною установкою.
Для досягнення поставленої мети були використані такі методи дослідження: емпіричні (спостереження, порівняння), теоретичні (аналіз матеріалів, ідеалізація, уявний експеримент) та комп’ютерне моделювання.
Результати. Сучасні досягнення Мандельштам-Бріллюеновської спектроскопії дозволяють проводити надійні виміри швидкості і поглинання гіперзвукових хвиль в прозорих рідинах при різних температурах (включаючи навіть критичну), а також досліджувати спектри релеєвського розсіювання в рідких кристалах, металах, напівпровідниках. Вдосконалена експериментальна установка дозволила проводити вимірювання поглинання і швидкості звуку в більш широкому інтервалі температур і діапазоні частот (до 7,0 ГГц) в ряді ароматичних сполук та їх фторованих аналогах, з’ясувати молекулярні механізми, відповідальні за акустичну релаксацію.
Висновки. В даній роботі досліджено підхід до пояснення молекулярних механізмів релаксаційних процесів в рідких ароматичних сполуках та їх фторованих аналогах, який ґрунтується на врахуванні ролі слабких міжмолекулярних зв’язків. Сформовані основні позитивні особливості експериментальної установки.
Завантажити
Посилання
Bialkowski, S.E., Astrath, N. G.C., & Proskurnin, M. A. (2019). Photothermal spectroscopy methods. John Wiley & Sons.
Piergrossi, V., Fasolato, C., Capitani, F., Monteleone, G., Postorino, P., & Gislon, P. (2019). Application of Raman spectroscopy in chemical investigation of impregnated activated carbon spent in hydrogen sulfide removal process. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(3), 1227-1238.
Barone, V., Alessandrini, S., Biczysko, M., Cheeseman, J. R., Clary, D. C., McCoy, A. B., ... & Puzzarini, C. (2021). Computational molecular spectroscopy. Nature Reviews Methods Primers, 1(1), 1-27.
Picqué, N., & Hänsch, T. W. (2019). Frequency comb spectroscopy. Nature Photonics, 13(3), 146-157.
Maiuri, M., Garavelli, M., & Cerullo, G. (2019). Ultrafast spectroscopy: state of the art and open challenges. Journal of the American Chemical Society, 142(1), 3-15.
Ciucci, F. (2019). Modeling electrochemical impedance spectroscopy. Current Opinion in Electrochemistry, 13, 132-139.
Mukamel, S., Freyberger, M., Schleich, W., Bellini, M., Zavatta, A., Leuchs, G., ... & Laussy, F. (2020). Roadmap on quantum light spectroscopy. Journal of physics B: Atomic, molecular and optical physics, 53(7), 072002.
Pupeza, I., Huber, M., Trubetskov, M., Schweinberger, W., Hussain, S. A., Hofer, C., ... & Krausz, F. (2020). Field-resolved infrared spectroscopy of biological systems. Nature, 577(7788), 52-59.
Besley, N. A. (2021). Modeling of the spectroscopy of core electrons with density functional theory. Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Molecular Science, 11(6), e1527.
Blanco-Cuaresma, S. (2019). Modern stellar spectroscopy caveats. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 486(2), 2075-2101.
Chide, B., Maurice, S., Murdoch, N., Lasue, J., Bousquet, B., Jacob, X., ... & Wiens, R. C. (2019). Listening to laser sparks: a link between Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, acoustic measurements and crater morphology. Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 153, 50-60.
Wildi, T., Voumard, T., Brasch, V., Yilmaz, G., & Herr, T. (2020). Photo-acoustic dual-frequency comb spectroscopy. Nature communications, 11(1), 1-6.
Ma, Y., Hong, Y., Qiao, S., Lang, Z., & Liu, X. (2022). H-shaped acoustic micro-resonator-based quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy. Optics Letters, 47(3), 601-604.
Lee, I. H., Yoo, D., Avouris, P., Low, T., & Oh, S. H. (2019). Graphene acoustic plasmon resonator for ultrasensitive infrared spectroscopy. Nature nanotechnology, 14(4), 313-319.
Mohebbifar, M. R. (2020). The laser power effect on the performance of gas leak detector based on laser photo-acoustic spectroscopy. Sensors and Actuators A: Physical, 305, 111914.
Pham, M. T., Darst, J. J., Finegan, D. P., Robinson, J. B., Heenan, T. M., Kok, M. D., ... & Shearing, P. R. (2020). Correlative acoustic time-of-flight spectroscopy and X-ray imaging to investigate gas-induced delamination in lithium-ion pouch cells during thermal runaway. Journal of Power Sources, 470, 228039.
Kargar, F., & Balandin, A. A. (2021). Advances in Brillouin–Mandelstam light-scattering spectroscopy. Nature Photonics, 15(10), 720-731.
Li, T., Li, F., Liu, X., Yakovlev, V. V., & Agarwal, G. S. (2022). Quantum-enhanced stimulated Brillouin scattering spectroscopy and imaging. Optica, 9(8), 959-964.
Ballmann, C. W., Meng, Z., & Yakovlev, V. V. (2019). Nonlinear Brillouin spectroscopy: what makes it a better tool for biological viscoelastic measurements. Biomedical Optics Express, 10(4), 1750-1759.
Kargar, F., & Balandin, A. A. (2020). Brillouin-Mandelstam Light Scattering Spectroscopy: Applications in Phononics and Spintronics. arXiv preprint arXiv:2011.08352.
Kuang, S. Q., Dai, L. Y., Kang, X. W., & Yao, D. L. (2020). Pole analysis on the hadron spectroscopy of Λb→J/ΨpK−. The European Physical Journal C, 80(5), 1-11.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Категорії
Як цитувати
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Олександр Бурмістров, Людмила Суховірська, Василь Болілий
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
- Автори передають журналу право першої публікації свого рукопису на умовах ліцензії Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно використовувати (читати, копіювати і роздруковувати) представлені матеріали, здійснювати пошук та посилатись на опубліковані статті, поширювати їх повний текст з будь-якою законною некомерційною метою (у тому числі, з навчальною або науковою) та обов'язковим посиланням на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі.
- Опубліковані оригінальні статті в подальшому не можуть використовуватись користувачами (окрім авторів) з комерційною метою або поширюватись сторонніми організаціями-посередниками на платній основі.
Creative Commons ("Із зазначенням авторства - Некомерційне використання - Поширення на тих же умовах") 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0)