Dữ liệu tiêu diệt positronium và phân bố thể tích tự do thực tế trong polymer

High Energy Chemistry - Tập 41 - Trang 370-380 - 2007
V. P. Shantarovich1, T. Suzuki2, Yu. P. Yampol’skii3, P. Budd4, V. V. Gustov1, I. B. Kevdina1, A. V. Pastukhov5, S. S. Berdonosov6, V. E. Bozhevol’nov6
1Semenov Institute of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Tsukuba, Ibaraki, Japan
3Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
4School of Chemistry, University of Manchester, Manchester, UK
5Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
6Moscow State University, Leninskie gory, Moscow, Russia

Tóm tắt

Xác định phân bố kích thước của các lỗ thể tích tự do trong chất rắn, đặc biệt là trong polymer, là một vấn đề lý hóa quan trọng. Kỹ thuật hủy diệt positron đã được đề xuất cho mục đích này. Điểm then chốt trong kỹ thuật này là cách diễn giải dữ liệu một cách định lượng, đặc biệt đối với các chất có diện tích bề mặt riêng lớn. Một hệ thống thể tích tự do phát triển trong các vật liệu màng có lỗ mở, chẳng hạn như poly(trimethylsilylpropyne) PTMSP và polymer benzodioxane được liên kết vòng spiro PIM-1, cũng như các chất hấp thụ polymer (polystyrenes liên kết chéo siêu lớn) cho phép lần đầu tiên so sánh các đặc điểm hấp thụ và dữ liệu hủy diệt positron về đặc trưng phân bố kích thước của các nanopore trong các polymer này. Kết hợp với các kết quả mô phỏng toán học về cấu trúc và các phép đo bức xạ nhiệt lân quang, tập hợp dữ liệu chỉ ra sự không đồng nhất về cấu trúc của các vật liệu vô định hình kiểm tra. Người ta đã chỉ ra rằng sự không đồng nhất này, liên quan đến kỹ thuật hủy diệt positron, được thể hiện qua sự không đủ của việc mô tả đường cong phân rã orthopositronium bằng một thành phần duy nhất mà không tính đến phân bố thời gian sống Gauss (phân bố kích thước lỗ đối xứng) và sự cần thiết phải sử dụng nhiều thành phần phân rã. Khả năng tiết lộ một đặc điểm không ngẫu nhiên của phân bố kích thước lỗ mang lại cho kỹ thuật hủy diệt positron một lợi thế hơn các phương pháp khác (chromatography khí nghịch đảo, 129Xe NMR) trong việc nghiên cứu các nanopore trong polymer.

Từ khóa

#phân bố kích thước lỗ #kỹ thuật hủy diệt positron #polymer #PTMSP #PIM-1 #polystyrenes liên kết chéo #không đồng nhất cấu trúc #nanopore

Tài liệu tham khảo

Bartenev, G.M. and Lomovskikh, V.A., Vysokomol. Soedin., Ser. A, 2002, vol. 44, no. 8, p. 1331. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., Ito, Y., Kondo, K., Yu, R.S., Budd, P.M., Yampolskii, Yu.P., Berdonosov, S.S., and Eliseev, A.A., Phys. Status Solidi C (in press). Shantarovich, V.P., Suzuki, T., Ito, Y., Kondo, K., Gustov, V.W., Pastukhov, A.V., Sokolova, L.V., Polyakova, A.V., and Belousova, E.V., J. Radioanal. Nucl. Chem., 2007, vol. 272, no. 3, p. 645. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., Ito, Y., Yu, R.S., Kondo, K., Yampolskii, Yu.P., and Alentiev, A.Yu., Radiat. Phys. Chem., 2007, vol. 76, no. 2, p. 134. Principles and Applications of Positron and Positronium Chemistry, Jean, Y.C., Mallon, P.E., and Schrader, D.M., Eds., New Jersey: World Scientific, 2003. Horvath, G. and Kawazoe, K., J. Chem. Eng. Jpn., 1983, vol. 16, p. 470. Golemme, G., Nagy, G.B., Fonseca, A., Algiery, C., and Yampolskii, Yu., Polymer, 2003, vol. 44, no. 17, p. 5039. Pastukhov, A.V., Babushkina, T.A., Davankov, V.A., Klimova, T.P., and Shantarovich, V.P., Dokl. Akad. Nauk, 2006, vol. 411, no. 2, p. 216. Hofmann, D., Fritz, L., Schepers, C., and Bohning, M., Macromol. Theory Simul., 2000, vol. 9, p. 293. Kirkegaard, P., Eldrup, M., Mogensen, O.E., and Pedersen, N., Comput. Phys. Commun, 1981, vol. 23, p. 307. Dlubek, G. and Eichler, S., Phys. Status Solidi A, 1998, vol. 168, no. 2, p. 333. Dlubek, G., Hubner, Ch., and Eichler, S., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 1998, vol. 142, nos. 1–2, p. 191. Mogensen, O.E, in Positron Annihilation in Chemistry, Goldanskii, V.I., Schaefer, F.P., and Toennies, J.P., Eds., Berlin: Springer, 1995. Gregori, R.B. and Zhu, Y., Nucl. Instrum. Methods, A, 1990, vol. 290, nos. 1–2, p. 172. Shukla, A., Peter, M., and Hofmann, L., Nucl. Instrum. Methods, A, 1993, vol. 335, no. 2, p. 310. Shantarovich, V.P., Novikov, Yu.A., Suptel, Z.K., Kevdina, I.B., Masuda, T., Khotimskii, V.S., and Yampolskii, Yu.P., Radiat. Phys. Chem., 2000, vol. 58, nos. 5–6, p. 513. Consolati, G., Genko, J., Pegoraro, M., and Zandorighi, L., J. Polym. Sci.: Part B, 1996, vol. 34, no. 2, p. 357. Consolati, G., Rurali, R., and Stefanetti, M., Chem. Phys., 1998, vol. 237, no. 3, p. 493. Budd, P.M., Msayib, K.J., Tattershall, C.S., Ghanem, B.S., Raynolds, K.J., McKeown, N.B., and Fritsch, D., J. Membr. Sci., 2005, vol. 251, nos. 1–2, p. 263. McKeown, N.B., Budd, P., Msayib, K.J., Ghanem, B.S., Kingston, H.J., Tattershall, C.E., Makhseed, S., Reynolds, K.J., and Fritsch, D., Chem. Eur. J., 2005, vol. 11, p. 2610. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., He, C., Davankov, V.A., Pastukhov, A.V., Tsyurupa, M.P., Kondo, K., and Ito, Y., Macromolecules, 2002, vol. 35, no. 26, p. 9723. Tsyurupa, M.P., Volynskaya, A.V., Belchich, L.A., and Davankov, V.A., J. Appl. Polym. Sci., 1983, vol. 28, no. 2, p. 685. Tao, S.J., J. Chem. Phys., 1972, vol. 56, no. 11, p. 5499. Eldrup, M., Lightbody, D., and Sherwood, J.N., Chem. Phys., 1981, vol. 63, no. 1, p. 51. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., He, C., Kevdina, I.B., Davankov, V.A., Pastukhov, A.V., and Tsyurupa, M.P., Khim. Vys. Energ., 2004, vol. 38, no. 4, p. 310 [High Energy Chem., 2004, vol. 38, no. 4, p. 274]. Gregory, R.B., Nucl. Instrum. Methods, A, 1991, vol. 302, no. 3, p. 496. Dlubek, G., Eichler, S., Hubner, Ch., and Nagel, Ch., Phys. Status Solidi A, 1999, vol. 174, no. 2, p. 313. Dai, G.H. and Jean, Y.C., Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 1995, vol. B99, nos. 1–4, p. 357. Kansy, J., LT for Windows, Version 9.0 (private communication). Hirayama, Y., Yoshinaga, T., Kusuki, Y., Ninimiya, K., Sakakibara, T., and Tamari, T., J. Membr. Sci., 1996, vol. 111, no. 2, p. 169. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., He, C., Djourelov, N., Kevdina, I.B., Davankov, V.A., Pastukhov, A.V., and Ito, Y., Mater. Sci. Forum, 2004, vol. 346, p. 445. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., Djourelov, N., Shimazu, A., Gustov, V.W., and Kevdina, I.B., Acta Phys. Pol., A, 2005, vol. 107, no. 5, p. 629. Shantarovich, V.P., Suzuki, T., Ito, Y., Kondo, K., Gustov, V.W., Melikhov, I.V., Berdonosov, S.S., Ivanov, L.N., and Yu, R.S., Radiat. Phys. Chem., 2007, vol. 76, no. 2, p. 257. Hirata, K., Kobayashi, Y., and Ujihira, Y., J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1996, vol. 92, no. 6, p. 985. McGervey, J.D., Zhibin, Yu., Jamison, A.M., and Simha, R., Positron Annihilation ICPA-10. Mat. Sci. Forum, 1995, vols. 175–178, p. 727. Jean, Y.C., Macromolecules, 1996, vol. 29, no. 17, p. 5756. Baugher, A.H., Kossler, W.J., and Petzinger, K.G., Macromolecules, 1996, vol. 29, no. 22, p. 7280. Kansy, J. and Suzuki, T., Radiat. Phys. Chem., 2003, vol. 68, nos. 3–4, p. 497. Hofmann, D., Heuchel, M., Yampolskii, Yu., Khotimskii, V., and Shantarovich, V., Macromolecules, 2002, vol. 35, no. 6, p. 2129. Shantarovich, V.P., Kevdina, I.B., and Yampol’skii, Yu.P., Khim. Vys. Energ., 2000, vol. 34, no. 4, p. 309 [High Energy Chem., 2000, vol. 34, no. 4, p. 265]. He, C., Suzuki, T., Shantarovich, V.P., Kondo, K., and Ito, Y., Chem. Phys., 2003, vol. 286, nos. 2–3, p. 249. Goworek, T., Ciesielski, K., Jasinska, B., and Wawryszczuk, J., Chem. Phys., 1998, vol. 230, nos. 2–3, p. 305. Jasinska, B., Koziel, A.E., and Goworek, T., J. Radioanal. Nucl. Chem., 1996, vol. 210, no. 3, p. 617. Dlubek, G., Bondarenko, V., Piontek, J., Supej, M., Wutzler, A., and Krauze-Rehberg, R., Polymer, 2003, vol. 44, no. 6, p. 1921. Angel, K.A., Water in Polymers, Rowland, S.P., Ed., Washington D.C.: American Chemical Society, 1980.
Thông tin
Thông tin xuất bản

High Energy Chemistry

Tập 41

370-380

Thông tin tác giả