В работе исследуется ориентационная зависимость времени спин-решеточной релаксации Т1 нематической фазы водного раствора перфторнонаноата цезия CF3-(CF2)7-COOCs. Метод исследования — ядерная магнитная релаксация на резонансе ядер 19F. Резонансная частота 25 МГц.
Полученные в эксперименте данные объясняются с помощи модели, согласно которой мицелла имеет две плоские поверхности и окаймлена поверхностью тороида. Амфифильные молекулы расположены нормально к поверхности мицеллы, каждая из них вращаяся вокруг своей длинной оси с временем корреляции тр. Длинная ось молекулы совершает качательное с временем корреляции тд и процессионное с временем корреляции т§ движение относительно нормали к поверхности мицеллы. Трансляционная диффузия по боковой поверхности мицеллы также приводит к изменению ориентаций молекул. Разделим движение по тороидальной поверхности на движение по меридиану с временем корреляции т£ и по широте с временен корреляции тг. Качательные движения молекул (с изменением угла А) и мицеллы (движения с изменением угла 0) ограничены. Все пространственные ориентации в пределах 0-Атах для молекул и 0-в1П* для мицеллы равновероятны. Все движения не зависят друг от друга. Эта модель дает следующую формулу для расчета ориентационной зависимости времени спин-решеточной релаксации:
^ = ,Т0 \2 о2lJM+ llVlOe) * т1
где J(= JMbSsSp^e^Y^^™*} — спектральная плотность, S^ —• молекулярный параметр порядка, Т°2ол — время Т2 молекул плоских поверхностей при условии равновесной ориентации полностью упорядоченной жидкокристаллической фазы, а — угол поворота кристалла. В эксперименте наблюдаются средние по всем возможным ориентациям мицеллы значения Ть зависящие от угла 0т. Поэтому при расчетах нами была проведена процедура усреднения. На рис. 1 приведена экспериментальная (точки) и рассчитанная (линия) зависимости Tj(a).
|
Рис 1. Ориентационная зависимость времени спин-решеточной релаксации при температуре 53 °С. |
