说“弛豫”

"弛豫"是高分子物理课程中最重要的概念之一。作为"弛豫"的同义语,"松弛"一词应用更为普遍。与"弛豫"或"松弛"相关的术语有多个,如弛豫过程、松弛时间谱、力学松弛、介电松弛、应力松弛和次级松弛等。本文将这些术语集中在一起,分别阐释了其内涵。通过辨析,学习者就可以很好地理解这些概念,从而不会因其名称相近而造成混淆。弛豫现象是物质内部的分子运动在宏观上的一种表现,从绝对的意义上来说,任何物质都存在弛豫现象。但是,在所有的物质中,聚合物的弛豫现象表现最为突出。文章最后揭示了聚合物弛豫现象的分子机理。     

长光程共振式二氧化碳气体光声传感器研究

二氧化碳(CO₂)是植物光合作用的原材料,也是一种温室气体,其过量地排放会影响动植物的生态环境。在碳达峰、碳中和的背景下,研制高灵敏度的CO₂检测装置具有重要意义。为了监测大气环境中CO₂含量的变化,设计了一种长光程共振式CO₂气体光声传感器,并以此搭建了光声检测装置。以中心波长为2 004 nm的分布式反馈激光器(DFB)作为激发光源,激光射入由漫反射材料制成的球型吸收腔,在腔内多次反射以增加气体的吸收路径。吸收腔外部被两个高热传导率的铝制半球包裹,降低由池体吸收光能后产生的热噪声。吸收腔上耦合一根声学管,当其工作在一阶纵向共振模态时,光声信号被放大,在管子末端达到极大值。为了进一步增大光声信号,通过饱和加湿样品的方式来加快CO₂气体的弛豫速率,加湿后的样品产生的光声信号是干燥样品的2.1倍左右。使用一系列浓度的湿润CO₂样品标定光声检测装置,结果表明,光声信号与浓度之间呈现良好的线性关系。在此基础上,通过对标准气体的检测实验,验证了装置的准确性与稳定性...     

正丙醇、正丁醇和正辛醇中Debye弛豫动力学的测量与分析

单羟基醇具有其他液体通常所不具备的Debye弛豫过程,随着研究工作的开展,一些与之相关的新现象和新问题也逐渐被发现,深化了对物质结构和动力学的认知.为了进一步研究Debye弛豫过程的动力学及其受分子构成影响的情况,本文通过介电谱方法对3种无支链无侧基伯醇中的Debye弛豫进行测量与分析,揭示了该过程的一些变化规律.在正丙醇、正丁醇和正辛醇这3种伯醇中Debye过程的特征温度、VogelFulcher-Tammann (VFT)温度的倒数和强度参量以及弛豫单元在高温极限下的激活能和固有振动频率的对数几乎都随分子内碳原子数的增加而线性增加.但是VFT温度变化不大,具有一致性,表明这3种单羟基醇中Debye过程的弛豫单元应该相同,进一步验证了Debye弛豫来源于氢键分子链中羟基的观点.将样品的沸点和熔点等信息与上述激活能的变化进行对比,表明氢键作用与分子之间的整体相互作用具有正相关性.另外,将强度参量的变化情况与相关理论进行结合,给出了研究液体脆性的一个可能视角;三者弛豫过程与乙醇结果的对比,显示出Debye弛豫与α弛豫的分离程度会受到分子链长的影响,也为Debye弛豫的研究提供了切入点.这...     

纳米层状双金属氢氧化物改性PU/PMMA的制备及其弛豫行为

采用原位聚合法,制备了聚氨酯(PU)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/层状双金属氢氧化物(LDH)纳米复合体系(PU/PMMA/LDH).通过广角X射线衍射(WXRD)、透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行了表征,并通过热失重(TGA)、动态力学分析(DMA)和宽频介电谱(BDRS)研究了LDH含量(φ)对PU/PMMA体系热稳定性和弛豫行为的影响.结果表明,当φ<1 wt%时,LDH在聚合物基体中以剥离结构为主,PU/PMMA/LDH体系的玻璃化温度(Tg)降低,最大损耗因子(tanδmax)增大;而当φ>1 wt%时,LDH在聚合物基体中以插层结构为主,插层结构对聚合物分子链的限制使复合体系的Tg升高、tanδmax降低.LDH表面与PU硬段间的氢键作用,使复合体系的α介电弛豫转变随φ增加而向高温方向移动,弛豫过程激活参数增大.     

离子自组装超分子荧光材料及其光致各向异性特性

采用离子自组装的方法,制备了侧链含有肉桂酸光敏基元和二苯乙烯荧光基元的新型超分子复合物PCAMSTIL.通过核磁共振(NMR)和红外光谱(FT-IR)表征了该超分子复合物的结构,并用热重分析(TGA)、紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FL)研究了其热稳定性和光学性能.将PCAMSTIL旋涂成膜,薄膜经过266 nm偏振脉冲激光辐照后,肉桂酸发生轴向选择的[2+2]加成,薄膜垂直于激光偏振方向的紫外可见吸收明显大于平行方向的吸收,证实薄膜具有取向性.取向薄膜的最大吸收二向色性取向值最大可达0.103,优于一般肉桂酸材料的取向性,肉桂酸分子的取向也引起二苯乙烯荧光分子的协同取向,荧光偏振发射比可达1.73.     

NbB2（0001）表面性质的第一性原理研究

应用密度泛函理论的第一性原理的方法分析了两种不同终端的NbB2(0001)表面的几何结构和电子结构。结果表明:两种不同终端的(0001)表面结构弛豫主要发生在前三层,并且硼终端的表面弛豫程度小于铌终端表面的弛豫。表面能分析结果表明,终止于硼终端的(0001)表面结构在更宽的范围内具有较低的表面能,即硼终端的(0001)表面比铌终端的表面更稳定。进一步分析NbB2(0001)两种终端表面的电子结构表明:在金属铌和硼之间发生了电子转移,加强了化学键的相互作用,导致第一间层向内弛豫。对于铌终端的表面第一层铌转移到第二层的电子数比硼终端表面第二层铌转移到第一层的电子数多,这是导致铌终端表面弛豫程度大于硼终端表面的主要原因。     

大尺寸弛豫铁电单晶PIMNT的坩埚下降法生长

PIMNT单晶是近年来最新发现的弛豫铁电晶体材料,该三元固溶体单晶具有比较理想的压电、铁电和介电性能,本文报道了大尺寸PIMNT单晶的熔体坩埚下降法生长的实验研究结果。采用固相合成钙钛矿相多晶料,采用垂直坩埚下降法成功生长出最大直径为3英寸的PIMNT单晶;从所生长单晶原胚的三方相区段切割加工出(001)取向晶片,就(001)晶片的介电、压电及铁电性能进行了测试表征,表明其材料性能能够满足相关超声换能器件制作的实用需求。本论文还着重讨论了PIMNT单晶生长所涉及的系列关键技术问题,如富铅熔体对铂金坩埚的侵蚀、晶体原胚的单晶性表征、晶体生长过程的组分偏析与单晶原胚的性能分布等。     

多体相互作用体系中的弛豫与扩散:一个尚未解决的问题

文章目的在于引起国内研究团体对一系列复杂相互作用体系中的弛豫和扩散的普适性进行关注.研究发现,无论是不同的化学结构(如无机物、有机物、聚合物、生物分子、胶体、金属和离子导电材料),还是不同的物理状态(如晶态、玻璃态、液体、熔体、混合体系和含水系统),以及不同的尺度(如从块体至纳米),这种普适性无处不在[K.L.Ngai.Relaxation and Diffusion in Complex Systems.NewYork:Springer,2011].该现象起源于多体系统的不可逆过程,取决于一些基本物理定律,与非简谐势引发的经典混沌有关.重新认识这种普适性不仅对众多不同领域的发展有利,而且能进一步弄清楚多体系统中的弛豫与扩散问题——一个重要而又未解决的物理问题.作者提出的耦合模型尽管不是一个严格而完整的答案,但却能够预测多体系统的弛豫和扩散特征,而且与实验结果吻合.基于该模型,绝大多数多体系统中的弛豫与扩散行为是相似的.该模型有望为这一难题的彻底解决奠定基石.     

O+DC1→OD+Cl反应在~3 A″势能面上的动力学研究(英文)

在~3A″势能面上,在散射能为14～20 kcal/mol的范围内,运用准经典轨线方法对O+DCl→OD+Cl进行了动力学研究.我们发现积分散射截面随着散射能的增加而增大,产物OD的振动分布发生了很强的粒子数的反转现象,且振动激发较弱、转动激发较强.后向散射居于主导地位,碰撞能的变化对产物转动取向的影响不大.     

弛豫铁电单晶的研究进展—压电效应的起源研究

由于具有优异的压电性能,弛豫铁电单晶自上世纪90年代问世以来即成为了铁电压电领域研究的热点材料,并被认为是研发下一代高性能换能器、传感器等器件的重要压电材料。弛豫铁电单晶不但压电常数可达2500 pC/N,约为软性Pb(Zr,Ti)O3(PZT)陶瓷的5倍,而且其电致应变滞后也远小于软性PZT陶瓷。因此,弛豫铁电单晶高压电性能的产生机理一直是铁电压电领域的研究热点。本文主要介绍了弛豫铁电单晶材料在近些年的发展,从本征压电效应(晶格压电畸变)的角度归纳总结了弛豫铁电单晶高压电效应的产生机理,着重探讨了弛豫铁电单晶的重要特点—剪切压电效应。在本征效应的基础上,本文对弛豫铁电单晶压电效应与晶体组分、切向以及温度的关系进行了分析。需要指出的是,目前基于本征角度对弛豫铁电单晶高压电效应的分析仍处于定性的阶段,因而还不能完全排除一些可能导致弛豫铁电单晶高压电效应的非本征物理机制。