Исследование молекулярной диффузии в мезогенных системах методами ЯМР-спектроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.17, кандидат физико-математических наук Конов, Андрей Борисович

• Конов, Андрей Борисович
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Конов, Андрей Борисович

Оглавление

Введение

Глава 1. ЯМР как метод исследования динамики и структуры

молекулярных систем (литературный обзор)

1.1. Молекулярная диффузия

1.2. ЯМР как метод изучения динамики молекул

1.2.1. Спектральная диффузия, индуцированная молекулярной диффузией

1.2.2. Экспериментальные методы изучения диффузии с помощью ЯМР

1.2.3. Изменение сигнала ЯМР под действием градиента магнитного поля и

диффузии. Случай свободной диффузии

1.2.4. Несвободная диффузия

1.2.5. Приближение Гауссова распределения фаз для подсчета сигнала в эксперименте ЯМР с ИГМП

1.2.6. Приближение коротких градиентных импульсов

1.3. Экспериментальные методики измерения коэффициента самодиффузии КСД с помощью ЯМР с ИГМП (импульсные последовательности)

1.3.1. Основные принципы работы импульсных последовательностей

1.3.2. Модификации импульсных последовательностей, направленные на борьбу с аппаратурными сложностями проведения экспериментов

1.3.3. Биполярные градиенты

1.3.4. Градиенты с изменённой формой импульса

1.4. Заключение к главе

Глава 2. Изучение диффузионных процессов в жидких кристаллах

2.1. Введение

2.2. Объекты исследования: металлсодержащие лиотропные жидкокристаллические системы

2.3. Спектры ЯМР изученных в работе ПАВ

2.4. Структура изучаемых жидкокристаллических систем

2.5. Результаты экспериментов по определению коэффициента диффузии и их обсуждение

2.5.1. Методика измерения КСД

2.5.2. Зависимость КСД от концентрации ПАВ

2.5.3. Температурные измерения КСД ЛЖК системы С^ЕОю-Ьа^Щ-НгО

2.5.4. Температурные измерения КСД неориентированной ЛЖК системы С12ЕО10-Ьа(Ш)"Н2О- С10Н21ОН

2.5.5. Ориентирование жидкого кристалла в сильных магнитных полях. Проявление ориентационных эффектов в спектрах ЯМР дейтерированной воды

2.5.6. Температурные измерения КСД ЛЖК системы С12Е0кг-Ьа(Ш)-Н20-СюН2!ОН, ориентированной магнитным полем

2.5.7. Проявление компенсационного эффекта для коэффициента самодиффузии молекул жидких кристаллов

Глава 3. Компьютерное моделирование диффузионных процессов и их проявлений в экспериментах ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля (ЯМР с ИГМП) для измерения КСД

3.1. Введение

3.2. Модель диффузии и алгоритм расчетов наблюдаемых в эксперименте сигналов

3.3. Влияние параметров системы и условий эксперимента на поведение наблюдаемых сигналов

3.4. Форма зависимости сигнала ЯМР от волнового вектора в случае наличия распределения размеров пор

3.5. Заключение к главе

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование молекулярной диффузии в мезогенных системах методами ЯМР-спектроскопии»

Введение

В последнее время в мире возрос интерес к мягкой материи (soft matter). Понятие мягкой материи включает в себя достаточно широкий класс веществ, в частности - полимеры, коллоидные растворы, жидкие кристаллы, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и др. Интерес к подобным веществам возникает из-за способности их молекул к самоорганизации в мезоскопические (промежуточные по размерам) структуры. Эти надмолекулярные образования по размеру больше характерных микроскопических расстояний в веществе, но всё же меньше макроскопических. Свойства и взаимодействия этих мезоскопических структур могут определять макроскопическое поведение материала в целом.

Важнейшей характеристикой мягкой материи является молекулярная подвижность. Она ответственна за механические, реологические, электрические, оптические, магнитные свойства мягкой материи.

Одним из перспективных направлений работ является изучение диффузионных процессов в лиотропных жидкокристаллических системах, которые образуют концентрированные растворы ПАВ. Интерес к ним обусловлен их возможным практическим применением. Упорядоченная молекулярная организация ПАВ может использоваться в качестве матриц для синтеза нано- и микроразмерных пространственных структур. Характер организации молекул ПАВ, структура надмолекулярных образований зависит от соотношения концентраций молекул растворителя и молекул ПАВ, от наличия и концентрации различных добавочных веществ. Помимо этого, структура надмолекулярных образований зависит и от температуры. Строением надмолекулярных ассоциатов ПАВ определяется и структура синтезируемых на их основе наноразмерных образований. Вследствие этого актуальным является изучение структур различных жидкокристаллических мезофаз, их температурной динамики - смены характера упаковки и подвижности молекул с изменением температуры. Подобные изменения

отражаются на молекулярном движении компонент, составляющих жидкокристаллические структуры.

Существуют различные методы изучения молекулярной диффузии [1]. Однако наибольшее применение нашли методы ядерного магнитного резонанса (ЯМР) [1,2]. Поэтому в данной работе для изучения молекулярной диффузии был использован метод ядерного спинового эха с приложением импульсов градиента магнитного поля (ЯМР с ИГМП) [3,4]. ЯМР с ИГМП является мощным инструментом для изучения молекулярной подвижности. Он позволяет измерять величину, численно характеризующую подвижность молекул, коэффициент диффузии, получать информацию о кинематике диффузионного движения, о структуре вещества, в котором изучается диффузия.

Актуальность работы.

Актуальность конкретных исследований в данной диссертационной работе связана с тем, что в настоящее время перспективны работы над созданием новых материалов для оптолектроники. В нашем институте совместно с коллегами из Казанского технологического университета реализуется проект создания новых материалов для спинтроники на основе синтеза мезогенных молекул и их комплексов с лантаноидами. Эти материалы используются в качестве люминофоров, например, при создании жидкокристаллических дисплеев. Задача состоит в том, чтобы повысить эффективность люминесценции таких систем. Для решения этой задачи нужно исследовать структуру и молекулярную подвижность в этих системах. Молекулярная структура и подвижность взаимосвязаны. Очевидно, что плотная упаковка молекул может снижать молекулярную диффузию. Приведенные соображения дают основание утверждать, что исследования молекулярной диффузии в синтезированных жидких кристаллах весьма актуальны:

1. Результаты исследования молекулярной диффузии, полученная информация о подвижности молекул и о структуре синтезированных веществ, могут помочь в планировании синтеза этих соединений, в поиске систем с эффективной люминесценцией.

2. Конкретные системы, исследованные в данной работе, могут выступать в качестве полигона для разработки и развития методологии исследований молекулярной диффузии в мягкой материи, в сложных системах.

3. Исследования позволяют выявить корреляцию между структурой вещества, строением молекул и молекулярной диффузией.

4. Эти исследования позволяют получить важную информацию о механизме молекулярной диффузии в мезогенных системах, которые могут иметь значение для понимания молекулярной диффузии в сложных микроскопически неоднородных структурах, вообще.

Целью данной диссертационной работы является экспериментальное изучение молекулярной диффузии в металлсодержащих лиотропных жидкокристаллических системах с помощью импульсного метода ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля (ЯМР с ИГМП), а именно:

• определение эффективного коэффициента молекулярной диффузии в жидких кристаллах,

• установление корреляции между структурой и молекулярной диффузией в жидких кристаллах,

• получение информации о механизме элементарного акта молекулярной диффузии,

• установление влияния ограничений диффузии на характер сигнала ЯМР с ИГМП.

Для этого решались следующие конкретные задачи:

• Измерение кинетики спада сигналов ядерного спинового эха в металлсодержащих лиотропных жидкокристаллических системах в широком интервале температур.

• Экспериментальное исследование влияния температуры на эффективный коэффициент диффузии.

• Анализ экспериментальных данных по молекулярной диффузии в жидких кристаллах.

• Численные эксперименты с системами, в которых происходит молекулярная диффузия в микроскопических ограниченных областях, численный анализ проявления диффузии в этих системах в кинетике спада сигналов ядерного спинового эха.

Научная новизна

Впервые исследована молекулярная диффузия в системах на основе монододецилового эфира декаэтиленгликоля С12Н250(СН2СН20)1оН (сокращенно - С^ЕОю, ПАВ), кристаллогидрата нитрата лантана Ьа(М0з)з'6Н20 (сокращенно - Ьаш) и растворителя (в качестве растворителя выступали вода, дейтерированая вода и смесь воды с деканолом (десятиатомным спиртом - СН3(СН2)8СН2ОН)). Исследованы 2 системы: в первой системе (система I) мольное соотношение ПАВ и нитрата лантана -1:2; массовые проценты (ПАВ, Ьаш) -Н20: 90%—10%; во второй системе (система II) - мольное соотношение ПАВ-нитрат лантана - 1:1; массовые проценты (ПАВ, Ьат)-Н20-С12Н210Н: 50%-45%-5%. Для обеих систем наблюдена кинетика спада сигнала спинового эха, которая отличается от того, что ожидается для диффузии в гомогенной среде.

Из данных по ЯМР с градиентом магнитного поля определены эффективные коэффициенты диффузии молекул в металлсодержащих лиотропных жидкокристаллических (ЛЖК) системах.

Показано, что изменение температуры приводит к скачкообразным изменениям коэффициента молекулярной диффузии в исследованных ситсемах при значениях температуры: 85°С для первой системы; 7°С, 29°С, 70°С для второй системы. Эти скачкообразные изменения коэффициента диффузии объясняются сменой структурного состояния жидкокристаллической системы (сменой мезофаз).

Установлено, что в изученных системах для коэффициента диффузии молекул проявляется так называемый компенсационный эффект: в Аррениусовской температурной зависимости коэффициента диффузии

£> = 1)0 ехр

А.

ЛТ

энергия активации Еа и предэкспоненциальный множитель

Д, повышаются (или понижаются) одновременно при изменении структуры вещества. Из анализа компенсационного эффекта дана оценка изменения числа активных степеней колебательного движения атомов, участвующих в одном элементарном акте молекулярной диффузии, при переходе от одной мезофазы к другой.

Проведены численные эксперименты по определению кинетики спада сигнала спинового эха для модельных систем с ограниченной диффузией. Показано, что в предельном случае очень длинного импульса, зависимость Б{с{) принимает характер гауссовой зависимости от q, характерной также и для свободной диффузии. Показано, что наличие распределения расстояний между ограничивающими диффузию плоскостями для случаев бесконечно короткого импульса градиента, приводит к сглаживанию дифракционных минимумов на зависимости ^(д) вплоть до полного их исчезновения. При длинном импульсе градиента ¿"(д) принимает характер мультиэкспоненциальной зависимости.

Научная и практическая значимость;

Предложенные в работе алгоритмы анализа температурной зависимости

коэффициента диффузии в изученных системах могут быть полезными для

8

анализа температурной зависимости коэффициента диффузии в других мягких материалах (soft matter). Созданные в ходе выполнения работы и апробированные программы численного моделирования кинетики спада сигналов ядерного спинового эха в условиях молекулярной диффузии в ограниченных областях могут быть применены для исследования молекулярной диффузии в сложных системах.

Достоверность полученных результатов обеспечена использованием современного научного оборудования, многократной повторяемостью экспериментов, достаточно хорошим совпадением полученных экспериментальных результатов с теоретическими расчётами.

На защиту выносятся:

• Результаты исследований кинетики спада сигналов спинового эха в экспериментах ЯМР с ИГМП в системах на основе монододецилового эфира декаэтиленгликоля Ci2H250(CH2CH20)ioH, кристаллогидрата нитрата лантана Ьа(Ы0з)3-6Н20 и воды или смеси воды с деканолом в интервале температур [-9°С; 100°С].

• Определение значения и температурной зависимости эффективного коэффициента диффузии молекул исследованных мезогенных систем.

• Наблюдение скачкообразного изменения коэффициента молекулярной диффузии при таких значениях температуры, когда происходит смена структурного состояния в изученных системах.

• Обнаружение компенсационного эффекта (симбатного изменения энергии активации и предэкспоненциального фактора в аррениусовской формуле) в температурной зависимости эффективного коэффициента диффузии молекул для исследованных систем.

• Определение изменения числа активных степеней свободы колебательного движения кинетической единицы, участвующей в элементарном акте молекулярной диффузии, при изменении структурных состояний исследованных систем.

• Результаты численного моделирования кинетики спада сигналов ядерного спинового эха для модельных систем с ограниченной диффузией. Зависимость кинетики спада сигнала от размеров области ограниченной диффузии, от длительности импульса градиента, от разброса размеров области ограниченной диффузии.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях: Международный конгресс «Магнитный резонанс для будущего» EUROMAR-2008 (Санкт-Петербург, Россия, 2008), International Workshop "Modern Development of Magnetic Resonance" (Казань, 2008), International Workshop "Modern Development of Magnetic Resonance" (Казань, 2010), XII школа молодых ученых «Актуальные проблемы физики» (Москва, 2008), Конференция Молодых ученых казанского физико-технического института им Е.К. Завойского КазНЦ РАН (Казань 2010), Международная конференция "Спиновая физика, спиновая химия и спиновые технологии" (Казань, 2011), XIV, XVI, XVII, XVIII Всероссийская конференция «Структура динамика молекулярных систем» (Яльчик, 2007, 2009, 2010, 2011).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ. Из них - 5 статей в центральной печати, 7 тезисов докладов на всероссийских и международных конференциях. Среди печатных работ - 3 статьи в рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК:

- Самодиффузия в лантансодержащей системе на основе неионного ПАВ в изотропном и мезоморфном состояниях по данным ЯМР / Н. М. Селиванова, О. И. Гнездилов, А. Б. Конов и др. // Известия академии наук. Серия химическая. - 2008. - № 3. - С. 495-498.

- Фазовая диаграмма жидкокристаллической системы вода-деканол-

нитрат лантана-монододециловый эфир декаэтиленгликоля / Н. М.

10

Селиванова, А. И. Галеева, А.Б. Конов и др. // Журнал физической химии. -2010.-Т. 84, № 5.-С. 902-907.

- Каталитические свойства мицеллярных систем на основе 4-аза-1-алкил-1-азониабицикло[2.2.2]октанбромидов / Л. Я. Захарова, Т. Н. Паширова, Р. Р. Кашапов и др. // Кинетика и катализ. - 2011. - Т. 52, № 2. -С. 186-192.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы, включающего 80 наименований. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста и содержит 79 рисунков, 5 таблиц.

Личный вклад автора заключается в проведении экспериментальных работ, обработке и анализе полученных экспериментальных данных; участие в интерпретации полученных результатов; участие в написании статей; создание программы по моделированию диффузии; анализ данных, получаемых компьютерным моделированием.

Заключение диссертации по теме «Химическая физика, в том числе физика горения и взрыва», Конов, Андрей Борисович

выводы

1. Во вновь синтезированных мезогенных системах металлсодержащих лиотропных жидкокристаллических систем на основе монододецилового эфира декаэтиленгликоля С^Ь^СХСНгСНгО^оН, кристаллогидрата нитрата лантана Ьа(К03)3-6Н20 и воды или смеси воды с деканолом методами ЯМР с ИГМП определены эффективные коэффициенты диффузии молекул в интервале температур [-9°С; 100°С].

2. Установлено, что при изменении температуры эффективный коэффициент диффузии ПАВ меняется скачкообразно. Температуры этих скачкообразных изменений коэффициента диффузии соответствуют температурам структурных изменений жидкого кристалла; выявлены температурные диапазоны существования мезофаз.

3. Показано, что температурная зависимость эффективного коэффициента диффузии молекул жидкого кристалла в каждой из мезофаз описывается аррениусовской формулой: £> = £>0-£хр

ЯТ

Обнаружено, что предэкспоненциальный множитель £>0 и энергия активации Еа меняются симбатно - увеличение Еа приводит к увеличению £>0, т.е. наблюдается компенсационный эффект.

4. Показано, что наблюдаемый компенсационный эффект можно интерпретировать в рамках теории мономолекулярной изомеризации многоатомных молекул, рассматривая элементарный акт молекулярной диффузии как реакцию "изомеризации" некоторой кинетической единицы элементарного акта молекулярной диффузии. Показано, что в рамках такой интерпретации компенсационного эффекта изменение предэкспоненциального множителя В0 можно связать с изменением числа активных колебательных степеней свободы / кинетической единицы элементарного акта молекулярной диффузии. Найдено изменение числа активных степеней свободы, /, при смене структурных состояний исследованных систем.

5. Компьютерным моделированием ограниченной диффузии и её проявлений в экспериментах ЯМР с ИГМП показано, что для длинных импульсов градиента ограниченная диффузия проявляет себя в эксперименте формально как свободная (неограниченная) диффузия; оценена возможная ошибка в определении эффективного коэффициента диффузии при формальном применении результатов теории, полученных для случая свободной диффузии, при интерпретации экспериментальных данных по ЯМР с ИГМП для систем с ограниченной диффузией.

6. Показано, что существование разброса размеров ограничений, препятствующих свободной диффузии приводит к смазыванию дифракционных минимумов, характерных для ограниченной диффузии. Установлено, что ограниченная диффузия в условиях длинных импульсов градиента и наличия разброса в размерах ограничений приводит к мультиэкспоненциальному спаду наблюдаемого сигнала спинового эха s(g).

Благодарности

Выполнение этой работы не было бы возможным без советов, консультаций и помощи, которые я получал от многих людей в ходе обучения на кафедре химической физики КГУ, в аспирантуре КФТИ КазНЦ РАН и работая младшим научным сотрудником КФТИ. В первую очередь хотел бы выразить огромную благодарность своему научному руководителю Кеву Минуллиновичу Салихову за постановку задачи, за помощь в интерпретации экспериментальных данных, за помощь в написании статей и подготовке докладов для научных конференций и конкурсов. Особую благодарность хочу выразить заведующему кафедрой физической и коллоидной химии ФГБОУ ВПО «КНИГУ» Галяметдинову Юрию Геннадьевичу и сотрудникам возглавляемой им группы: Селивановой Наталье Михайловне, Галеевой Алие за предоставленные образцы, за совместные идеи проводимых экспериментов, за помощь в интерпретации получаемых данных. Хочу поблагодарить с.н.с. лаборатории СФСХ КФТИ КазНЦ РАН Гнездилова Олега Ивановича за помощь в освоении спектрометра, за помощь в решении экспериментальных проблем, возникавших в ходе проведения исследований. Благодарю заведующего лабораторией моделирования физико-механических процессов и систем Черникова Сергея Константиновича и н.с. Ашихмина Александра Николаевича за помощь в написании компьютерной прогаммы численного моделирования диффузии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Конов, Андрей Борисович, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Price W. S. NMR Studies of Translational Motion / W.S. Price. - Cambridge: Cambridge University Press, 2009. - 393 p.

2. Абрагам А. Ядерный магнетизм / А. Абрагам. - M.: Изд-во иностр. лит., 1963.-551 с.

3. Stejskal Е. О. Use of spin echoes in a pulsed magnetic-field gradient to study anisotropic restricted diffusion and flow / E. O. Stejskal // J. Chem. Phys. -1965.-V. 43.-P. 3597-3603.

4. Callaghan P. T. Principles of Nuclear Magnetic Resonance Microscopy / P. T. Callaghan. - Oxford: Clarendon Press, 1991. - 512 p.

5. Crank J. The Mathematics of Diffusion / J. Crank. - Oxford: Oxford University Press, 1975.-414 p.

6. Karger J. The propagator representation of molecular transport in microporous crystallites / J. Karger, W. Heink // J. Magn. Reson. - 1983. - V. 51. - P. 1-7.

7. Lenk R. Fluctuations, diffusion and spin relaxation / R. Lenk. - Amsterdam: Elsevier, 1986.-278 p.

8. Claridge T. W. High-resolution NMR techniques in organic chemistry / T. W. Claridge. - Oxford: Pergamon Press, 1999. - 397 p.

9. Conformational Analysis of MNCB (MBNC) Esters and Amides: Promising Chiral Reagents for Stereoselective Applications / Sh. K. Latypov, A. V. Aganov, S. Tahara, Y. Fukushi // Tetrahedron. - 1999. - V. 55. - P. 73057318.

10. Аганов А. В. Новые аспекты применения ЯМР в исследовании процессов обмена / А. В. Аганов, В. В. Клочков, Ю. Ю. Самитов // Успехи химии. -1985.-Т. 54. - С. 1585-1612.

11. Assink R. A. Study of sol-gel chemical reaction kinetics by NMR / R. A. Assink, B. D. Kay // Annual Review of Materials Science. - 1991. - V. 21. - P. 491-513.

12. Gueron M. Studies of base pair kinetics by NMR measurement of proton exchange / M. Gueron, J.-L. Leroy // Methods in Enzymology. - 1995. - V. 261.-P. 383-413.

13. Hansen J. R. Pulsed NMR study of water mobility in muscle and brain tissue / J. R. Hansen // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. -1971. - V. 230,1. 3. - P. 482-486.

14. Cohen Y. Diffusion NMR spectroscopy in supramolecular and combinatorial chemistry: an old parameter—new insights / Y. Cohen, L. Avram, L. Frish // Angewandte Chemie International Edition. - 2005. - V. 44, № 4. - P. 520-554.

15. Bloch F. Nuclear induction / F. Bloch // Phys. Rev. - 1946. - V. 70. - P. 460 -474.

16. Stejskal E. O. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient / E. O. Stejskal, J. E. Tanner // J. Chem. Phys. -1965.-V. 42.-P. 288-292.

17. Torrey H. C. Bloch equations with diffusion terms / H. C. Torrey // Phys. Rev. - 1956. - V. 104, № 3. - P. 563-565.

18. Mills H. R. Self-diffusion in normal and heavy water in the range 1-45. deg. / H. R. Mills // J. Phys. Chem. - 1973. - V. 77, № 5. - P. 685-688.

19. Weingartner H. Self diffusion in liquid water. A reassessment / H. Weingartner // Phys. Rev. - 1956. - V. 104, № 3. - P. 563-565.H. Weingartner, "Self-Diffusion in Liquid Water. A Reassessment," Z. Phys. Chem., 1982, 132, 129149

20. Johnson C. S. Jr. Diffusion ordered nuclear magnetic resonance spectroscopy: principles and applications / C.S. Johnson Jr. // Progress in nuclear magnetic resonance spectroscopy. - 1999. - V. 34, № 3. - P. 203-256.

21. Cervantes H. J. Determination of very slow diffusion of paramagnetic ions by NMR Spectroscopy / H. J. Cervantes, A. C. Bloise, S. R. Rabbani // Applied Magnetic Resonance. - 2010. - V. 38, № 4. - P. 417-429.

22. Van Kampen N. G. Stochastic Processes in Physics and Chemistry / N. G. Van Kampen. - Amsterdam: North Holland, 1981. - 419 p.

164

23. The NMR self-diffusion method applied to restricted diffusion, simulation of echo attenuation from molecules in spheres and between planes / B. Balinov, B. Jonsson, P. L. Linse, O. Soderman // J. Magn. Reson. - 1993. - V. 104, № l.-P. 17-25.

24. Hahn E. L. Spin eshoes / E. L. Hahn // Phys. Rev. - 1950. - V. 80, № 4. - P. 580-594.

25. Stejskal E. O. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient / E. O. Stejskal, J. E. Tanner // J. Chem. Phys. -1965. - V. 42, № 1. - P. 288-292.

26. Price W. S. Pulsed-field gradient nuclear magnetic resonance as a tool for studying translational diffusion: Part II. Experimental aspects / W. S. Price // Concepts Magn. Reson. - 1998. - V. 10, № 4. - P. 197-237.

27. The Influence of a Nonconstant Magnetic-Field Gradient on PFG NMR Diffusion Experiments. A Brownian-Dynamics Computer Simulation Study / B. Hakansson, B. Jonsson, P. Linse, O. Soderman // J. Magn. Res. - 1997. - V. 124, №2.-P. 343-351.

28. Neeman M. Pulsed-gradient spin-echo diffusion studies in NMR imaging. Effects of the imaging gradients on the determination of diffusion coefficients / M. Neeman, J. P. Freyer, and L. O. Sillerud, // J. Magn. Res. - 1990. - V. 90, №2.-P. 303-312.

29. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient / R. E. Hurd, A. Deese, M. N. Johnson, S. Sukumar, P.C.M. van Zijl // J. Magn. Res. - 1996. - V. 119, № 2. - P. 285-288.

30. Callaghan P. T. Principles of Nuclear Magnetic Resonance Microscopy / P. T. Callaghan. - Oxford: Clarendon Press, 1991. - 516 p.

31.Antalek B. Using pulsed gradient spin echo NMR for chemical mixture analysis: how to obtain optimum results / B. Antalek // Cone. Magn. Reson. -2002. -V. 14, № 4. - P. 225-258.

32. Mansfield P. Active magnetic screening of gradient coils in NMR imaging / P. Mansfield, B. Chapman // J. Magn. Res. -1986. - V. 66, № 3. - P. 573-576.

165

33. Mansfield P. Active magnetic screening of coils for static and time-dependent magnetic field generation in NMR imaging / P. Mansfield, B. Chapman //J. Phys. E: Sci. Instrum. - 1986. - V. 19. - P. 540-545.

34. Turner R. Passive screening of switched magnetic field gradients / R. Turner, R. M. Bowley // J. Phys. E: Sci. Instrum. - 1986. - V. 19. - P. 876-879.

35. Turner R. A target field approach to optimal coil design / R. Turner // J. Phys. D: Appl. Phys. - 1986. - V. 19.

36. Wider G. Self-compensating pulsed magnetic-field gradients for short recovery times / G. Wider, V. Dotsch, K. Wuthrich // J. Magn. Reson. Ser. A. - 1994. -V. 108, №2. -P. 255-258.

37. Wu D. An improved diffusion-ordered spectroscopy experiment incorporating bipolar-gradient pulses / D. Wu, A. Chen, C.S. Johnson // J. Magn. Reson. Ser. A. - 1995. - V. 115, № 2. - P. 260-264.

38. Holmberg K. Surfactant-templated nanomaterials synthesis / K. Holmberg // Journal of Colloid and Interface Science - 2004. - V. 274, № 2. - P. 355-364.

39. Noble-metal Nanotubes (Pt, Pd, Ag) from lyotropic mixed-surfactant liquid-crystal templates / T. Kijima, T. Yoshimura, M. Uota et al. // Angew. Chem. Int. Ed. - 2004. - V. 43. - P. 228-232.

40. Existence and stability of new nanoreactors: highly swollen hexagonal liquid crystals / E. P. Santos, M. S. Tokumoto, G. Surendran et al. // Langmuir. -2005.-V. 21, № 10.-P. 4362-4369.

41. Lyotropic Chromonic Liquid Crystals for Biological Sensing Applications / S. V. Shiyanovskii, O. D. Lavrentovich, T. Schneider et al. // Mol. Cryst. Liq. Cryst. -2005. - V. 434, № l.-P. 587-598.

42. Controlled Growth of ZnO Nanowires and Their Optical Properties / P. Yang, H. Yan, S. Mao et al. // Adv. Funct. Mater. - 2002. - V. 12, № 5. - P. 323-331.

43. Chemistry in the Cross-Linked Inverted Hexagonal Phase: Novel Composites and Heterogeneous Catalysts / D. L. Gin, H. Deng, D. H. Gray et al. // Polymer Preprints. - 1998. - V. 39. - P. 529-530.

44. Герасименко Н. Н. Наноразмерные структуры в имплантированных полупроводниках / Н. Н. Герасименко // Рос. хим. журн. - 2002. - Т. 46, № 5.-Р. 30-41.

45. Klimusheva G. V. Electric properties of metal-organic lyotropic liquid crystals / G. V. Klimusheva, A. V. Kovalchuk // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2003. - V. 6, № 2. - P. 259-263.

46. Rare-earth-containing magnetic liquid crystals / K. Binnemans, Yu. Galyametdinov, R. Van Deun, D. W. Bruce // J. Am. Chem. Soc. - 2000. - V. 122, № 18.-P. 4335-4344.

47. Binnemans K. Lanthanide-containing liquid crystals and surfactants / K. Binnemans, C. Gorller-Walrand // Chem. Rev. - 2002. - V. 102, № 6. - P. 2303-2345.

48. Synthesis and magnetic investigations on rare-earth-containing liquid crystals with large magnetic anisotropy / Yu. Galyametdinov, M. Athanassopoulou, K. Griesar et al. // Chem. Mat. - 1996. - V. 8, № 4. _ p. 922-926.

49. Seri K. Highly efficient catalytic activity of lanthanide (III) ions for conversion of saccharides to 5-hydroxymethyl-2-furfural in organic solvents / K. Seri, Y. Inoue, H. Ishida // Chem. Lett. - 2000. - V. 29, № 1. - P. 22-23.

50. Lyotropic mesomorphism of rare-earth trisalkylsulphates in the water-ethylene glycol system / Yu. G. Galyametdinov, H. B. Jervis, D. W. Bruce, K. Binnemans//Liq. Cryst. - 2001. - V. 28, № 12.-P. 1877-1879.

51. Лиотропные металломезогены на основе неинногенного сурфактанта и нитратов лантаноидов / Н. М. Селиванова, В. С., Лобков, В. П.Барабанов и др. // Докл. АН. Сер. хим. - 2005. - Т. 401, № 3. - С. 352-356.

52. Селиванова Н. М. Роль иона лантаноида при мицеллообразовании и самоорганизации лиотропных жидкокристаллических систем / Н. М. Селиванова, В. В. Осипова, Ю. Г. Галяметдинов // Журн. физ. химии. -2006. - Т. 80, № 4. - С. 753-757.

53. Самодиффузия в лантансодержащей системе на основе неионного ПАВ в изотропном и мезоморфном состояниях по данным ЯМР / Н. М.

167

Селиванова, О. И. Гнездилов, А. Б. Конов и др. // Докл. АН. Сер. хим. -2008.-№3,-С. 495-498.

54. Фазовая диаграмма жидкокристаллической системы вода-деканол-нитрат лантана-монододециловый эфир декаэтиленгликоля / Н. М. Селиванова, А. И. Галеева, А. Б. Конов и др. // Журн. физ. химии. - 2010. -Т. 84, №5.-С. 902-907.

55. Evans D. Colloidal Domain: Where Physics, Chemistry, Biology, and Technology Meet / D. Evans, H. Wennerstrom. -N.Y.: Wiley, 1994. - 672 p.

56. Мицеллообразовапие, солюбилизация и микроэмульсии / под ред. К. Миттела. - М.: Мир, 1980. - 597 с.

57. Tanner J. Е. Use of the stimulated echo in NMR diffusion studies / J. E. Tanner // J. Chem. Phys. -1965. - V. 52. - P. 2523-2526.

58. Маклаков А. И. The Самодиффузия в растворах и расплавах полимеров / А. И. Маклаков, В. Д. Скирда, Н. Ф. Фаткуллин. - Казань: Изд-во Казан, ун-та, 1987.-224 с.

59. Soderman О. NMR studies of surfactants / О. Soderman, P. Stilbs, W. S. Price // Concepts Magn. Reson. Part A. - 2004. -V. 23, № 2. - P. 121-135.

60. Stilbs P. Fourier transform pulsed-gradient spin-echo studies of molecular diffusion / P. Stilbs // Progr. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc.. - 1987. - V. 19, № l.-P. 1-45.

61. Soderman O. NMR studies of complex surfactant systems / O. Soderman, P. Stilbs // Progr. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. - 1994. - V. 26, № 5. - P. 445482.

62. Blum F. D. Self-diffusion of water in polycrystalline smectic liquid crystals / F. D. Blum, A. S. Padmanabhan, R. Mohebbi // Langmuir. - 1985. - V. 1, № 1. -P. 127-131.

63. Furo I. NMR methods applied to anisotropic diffusion / I. Furo, S. V. Dvinskikh // Magn. Res. Chem. - 2002. - V. 40, № 13. - P. 3-14.

64. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах / X. Холмберг, Б. Иенссон, Б. Кронберг и др. - М.: Бином, 2007. - 312 с.

168

65. Жидкокристаллические свойства и структурная организация лиотропных лантаноидосодержащих систем в ряду Ln(III) - La, Nd, Eu, Dy, Er / В. В.Осипова, H. M. Селиванова, Д. Е. Дановский, Ю. Г. Галяметдинов // Вестник Казанского технол. ун-та. - 2007. - Т. 5. - С. 30-35.

66. Handbook of Liquid Crystals / D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray et al. -Weiheim: Wiley-VCH, 1998. - 556 p.

67. Agmon N. The Grotthuss mechanism / N. Agmon // Chem. Phys. Lett. - 1995. - V. 244, № 5-6. - P. 456-462.

68. Dvinskikh S. V. Anisotropic self-diffusion in the nematic phase of a thermotropic liquid crystal by lH-spin-echo nuclear magnetic resonance / S. V. Dvinskikh, I. Furo // J. Chem. Phys. - 2001. - V. 115, № 4. - P. 1946-1950.

69. An NMR Study of Translational Diffusion and Structural Anisotropy in Magnetically Alignable Nonionic Surfactant Mesophases / A. Yethiraj, D. Capitani, N. E. Burlinson, E. E. Burnell // Langmuir - 2005. - V. 21, № 8. - P. 3311-3321.

70. Likhtenshtein G. I. On the possible explanation of the compensation effect in some processes / G. I. Likhtenshtein // Kinetika i Kataliz. - 1963. - V.4. - P. 35-38.

71. Peacock-Lopez E. Compensation effect in thermally activated processes / E. Peacock-Lopez, H. Suhl // Phys. Rev. B. - 1982. - V.26, № 7. - P. 3774-3782.

72. Френкель Я. И. Кинетическая теория жидкостей / Я. И. Френкель. - Д.: Наука, 1975.-424с.

73. Ландау JI. Д. Статистическая физика. Часть 1. / JI. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. -М.: Наука, 1976. - 584 с.

74. Фаулер Р. Статистическая термодинамика / Р. Фаулер, Э. Гуггенгейм. -М.: Мир, 1949.-612 с.

75. Robinson P. J. Unimolecular reactions / P. J. Robinson, К. A. Holbrook. - N. Y.: John Wiley & Sons Ltd, 1972. - 371 p.

76. Tanner J. E. Restricted-diffusion of protons in colloidal systems by the pulsedgradient, spin-echo method / J. E. Tanner, E. O. Stejskal // J. Chem. Phys. -1968.-V. 49, №4.-P. 1768-1777.

77. Mitra P. P. Effects of finite gradient-pulse widths in pulsed-field-gradient diffusion measurements / P. P. Mitra, B. I. Halperin // J. Magn. Reson. Ser. A. - 1995.-V. 113, № l.-P. 94-101.

78. Swiet T. M. Decay of nuclear magnetization by bounded diffusion in a constant field gradient / T. M. Swiet, P. N. Sen // J. Chem. Phys. - 1994. - V. 100, № 8. -P. 5597-5604.

79. Spin echoes in a constant gradient and in the presence of simple restriction / M. D. Hurlimann., K. G. Helmer, T. M. Swiet et al. // J. Magn. Reson. Ser. A. -1995.-V. 113, №2.-P. 260-264.

80. Callaghan P. T. Generalised calculation of NMR imaging edge effects arising from restricted diffusion in porous media / P. T. Callaghan, S. L. Codd // Magn. Reson. Imaging. - 1998. - V. 16, № 5. - P. 471-478.