examined. Thus, we calculated the absorption lineshape function from Eq. (1) using the absorption coefficient and refractive index obtained from the measurements with THz-TDS, and analyzed the lineshape function using Eq. (2) to examine the relaxation process in the correlation function of water molecules on timescales of picoseconds. The refractive index of water in the reverse micellar solution hardly changes with frequency in the 0.1–1.2 THz frequency range, and is close to unity, as seen in Fig. 2(b). As a result, the refractive index does not affect the frequency dependence of the ab-
sorption lineshape function. Therefore, we calculated C ω at n(ω) = 1. For curve fitting the absorption lineshape function,eað sumÞ of two ex-
ponential relaxations with time constants of τf for a fast component and τs for a slow one was employed for C(t), i.e., CðtÞ ¼ Af e−t=τ f þ Ase−t=τs , where Af and As are the amplitudes for the fast and slow components, respectively. This leads to the sum of the two Lorentzian functions in the frequency domain by Eq. (2), i.e.,
FðωÞ ¼ 2Af τ−f 1ω2 þ τ−f 2−1 þ 2Asτ−s1 ω2 þ τs−2− 1 þ B: ð3Þ
This model for curve fitting corresponds to the double Debye model, which is used in the description of the dielectric function with two relaxation times [13,32,33]. A term of B is a constant baseline and was found to be needed for a better fit. Water exhibits an ultrafast Debye relaxation of ~0.1 ps [13,32,33], and its contribution to the absorption lineshape function can be regarded as a constant baseline because the upper limit of the frequency range examined is too low to analyze the spectral shape due to the ultrafast relaxation. We used a nonlinear least squares method of OriginPro for fitting. The fitting procedure was identical for the absorption lineshape functions at all temperatures.
4. Results
4.1. DLS measurements
The Stokes radii of the reverse micelles are depicted as a function of the time course of the measurement repeated eight times in Fig. 3. The figure shows that the size of the reverse micelle is stable during the measurement in the 287 K–296 K range, and the value of ~12 nm agrees with that from literature [4]. In contrast, the radius decreases during the repeated measurement at 286 K and becomes ~4 nm. Here, we denote the temperature of 286 K as Tc. Furthermore, it was found that large particles of ~30 nm and ~500 nm appear at Tc, and particles of ~4 nm are not observed below Tc. At the same time, the sample becomes gradually more opaque owing to Tyndall scattering [39,40]. Therefore, the aggregation process is considered to progress slowly in the solution in the temperature range from Tc to ~283 K, which means that the system is not in a thermal equilibrium state on the timescale of observation at and below Tc. Another series of measurements including the sample
ตรวจสอบ ดังนั้น เราได้ฟังก์ชัน lineshape ดูดซึมจาก Eq. (1) โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึม และดรรชนีได้รับจากการประเมินด้วย THz TDS และวิเคราะห์ฟังก์ชัน lineshape ใช้ Eq. (2) การตรวจสอบเป็นกระบวนการในการทำงานความสัมพันธ์ของโมเลกุลของน้ำบน timescales picoseconds ดรรชนีของน้ำในโซลูชัน micellar กลับแทบไม่เปลี่ยนแปลงกับความถี่ใน 0.1-1.2 THz ช่วงความถี่ และสามัคคี เห็นใน Fig. 2(b) ดัง ดรรชนีหักเหมีผลต่อการอาศัยความถี่ของ ab-ดูด lineshape ฟังก์ชัน ดังนั้น เราได้ C ωที่ n(ω) = 1 สำหรับเส้นโค้งพอดีดูดซึม lineshape ฟังก์ชัน sumÞ eað สองอดีต-relaxations ponential กับค่าคงที่เวลาของ τf สำหรับคอมโพเนนต์ที่รวดเร็วและ τs สำหรับคนที่ช้าถูกจ้างสำหรับ C(t) เช่น CðtÞ ¼ Af e−t =τ f þ Ase−t = τs ที่ Af และเป็นช่วงที่สำหรับอย่างรวดเร็ว และช้าส่วนประกอบ ตามลำดับ นี้นำไปสู่ผลบวกของฟังก์ชัน Lorentzian สองในโดเมนความถี่ โดย Eq. (2), เช่นFðωÞ ¼ 2Af τ−f 1ω2 þ τ−f 2−1 þ 2Asτ−s1 ω2 þ τs−2− 1 þ b: ð3Þแบบจำลองสำหรับโค้งเหมาะสมสอดคล้องกับรุ่น Debye คู่ ซึ่งใช้ในคำอธิบายของฟังก์ชันเป็นฉนวนมีเวลาพักผ่อนสอง [13,32,33] คำของ B เป็นพื้นฐานคง และพบกับจำเป็นต้องได้พอดี น้ำจัดแสดงการผ่อน Debye ultrafast ของ ~0.1 ps [13,32,33], และส่วนของฟังก์ชัน lineshape ดูดซึมสามารถถือเป็นพื้นฐานที่คงเนื่องจากขีดจำกัดบนของช่วงความถี่ที่ตรวจสอบไม่ต่ำเกินไปในการวิเคราะห์รูปร่างสเปกตรัมเนื่องจากพักผ่อน ultrafast เราใช้วิธีกำลังสองน้อยสุดไม่เชิงเส้นของ OriginPro สำหรับกระชับ ขั้นตอนเหมาะสมไม่เหมือนกันสำหรับฟังก์ชัน lineshape ดูดซึมที่อุณหภูมิทั้งหมด4. ผลลัพธ์4.1. DLS วัดThe Stokes radii of the reverse micelles are depicted as a function of the time course of the measurement repeated eight times in Fig. 3. The figure shows that the size of the reverse micelle is stable during the measurement in the 287 K–296 K range, and the value of ~12 nm agrees with that from literature [4]. In contrast, the radius decreases during the repeated measurement at 286 K and becomes ~4 nm. Here, we denote the temperature of 286 K as Tc. Furthermore, it was found that large particles of ~30 nm and ~500 nm appear at Tc, and particles of ~4 nm are not observed below Tc. At the same time, the sample becomes gradually more opaque owing to Tyndall scattering [39,40]. Therefore, the aggregation process is considered to progress slowly in the solution in the temperature range from Tc to ~283 K, which means that the system is not in a thermal equilibrium state on the timescale of observation at and below Tc. Another series of measurements including the sample
การแปล กรุณารอสักครู่..
การตรวจสอบ เราจึงคำนวณการ lineshape ฟังก์ชันจากอีคิว ( 1 ) โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงและดัชนีหักเหที่ได้จากการวัดด้วย thz TDS และวิเคราะห์ฟังก์ชัน lineshape ใช้อีคิว ( 2 ) เพื่อศึกษากระบวนการการผ่อนคลายในความสัมพันธ์การทำงานของโมเลกุลของน้ำใน timescales ของพิโควินาที .มีดรรชนีหักเหของน้ำกลับไมเซลแทบจะเปลี่ยนแปลงความถี่ในสารละลาย 0.1 - 1.2 thz ช่วงความถี่ และอยู่ใกล้กับเอกภาพ ตามที่เห็นในรูปที่ 2 ( ข ) เป็นผลให้ , ดรรชนีหักเหไม่มีผลต่อความถี่การพึ่งพาของ AB -
การ lineshape ฟังก์ชัน ดังนั้น เราได้ C ωที่ N ( ω ) = 1 สำหรับการปรับเส้นโค้งการดูดซึม lineshape ฟังก์ชันเอðผลรวมÞสองอดีต
ponential เป็นการผสมผสานระหว่างศิลปะกับค่าคงที่ของτ F สำหรับรวดเร็วส่วนประกอบและτสำหรับช้าหนึ่งมี 3 C ( t ) , I , C ð T Þ¼ AF และ− t = τ F þ ASE − t = τ S ที่เป็น AF และ แรงบิดสำหรับคอมโพเนนต์ เร็วและช้า ตามลำดับ นี้นำไปสู่การผลรวมของทั้งสอง lorentzian ฟังก์ชันในโดเมนความถี่โดยอีคิว ( 2 ) , I ,
F ðωÞ¼ 2af τ− F 1 ω 2 þτ− F 2 − 1 þ 2as τ− S1 ω 2 þτ s − 2 − 1 þ B : ð 3 Þ
รุ่นนี้สำหรับโค้งพอดีกับเตียงคู่ ดีบายรูปแบบ ซึ่งจะใช้ในการอธิบายการทำงานของไดอิเล็กทริกสองครั้งผ่อนคลาย [ 13,32,33 ] . ระยะเวลาของ B คือพื้นฐานที่คงที่ และพบว่ามีความต้องการให้พอดีดีกว่า น้ำประมาณมาก ดีบายผ่อนคลาย ~ 0.1 PS [ 13,32,33 ]และการมีส่วนร่วมในการ lineshape ฟังก์ชันสามารถถือเป็นพื้นฐานที่คงที่ เพราะขีดจำกัดบนของช่วงความถี่ต่ำเกินไป เพื่อตรวจวิเคราะห์รูปร่างสเปกตรัมเนื่องจากการมากผ่อนคลาย เราใช้วิธีกำลังสองน้อยที่สุดแบบไม่เชิงเส้นของ originpro เพื่อกระชับ ขั้นตอนที่เหมาะสมที่เหมือนกันสำหรับการดูดซึม lineshape ฟังก์ชันที่อุณหภูมิทั้งหมด .
4ผลลัพธ์
4.1 . dls การวัด
Stokes รัศมีกลับไมเซลล์จะแสดงเป็นฟังก์ชันของเวลาที่แน่นอนของการวัดซ้ำแปดเท่าในรูปที่ 3 รูปที่แสดงขนาดของไมเซลล์กลับมั่นคงในระหว่างการวัดใน 287 296 K K ) ช่วง และค่า ~ 12 nm ตกลงกับจากวรรณกรรม [ 4 ] ในทางตรงกันข้าม
การแปล กรุณารอสักครู่..