正常与过冷水中氮氧自由基EPR参数浓度依赖性的连续扩散模型
软凝聚态物质
2017-02-10 v2
摘要
我们测量了在正常水和过冷水中不同自由基浓度下14N和15N标记的完全氘代TEMPONE自由基的电子顺磁共振（EPR）谱。通过将EPR谱拟合到基于修正Bloch方程的光谱形状函数，我们得到了各测量温度下自由基EPR参数的浓度依赖性。从量化自旋去相位、相干转移和超精细分裂的EPR参数的浓度依赖性中，我们确定了线性浓度系数，其值取决于自由基的相对运动，这是由它们之间的海森堡自旋交换（HSE）和偶极-偶极（DD）相互作用的调制引起的。我们应用了针对自由基相对运动的连续扩散模型，并利用标准关系以及从相互作用自由基对自旋演化的动力学方程导出的关系，从浓度系数评估了自由基的扩散系数。研究发现，后一种方程使得从不同浓度系数计算出的扩散系数之间具有更好的一致性。计算得到的14N和15N标记自由基的扩散系数显示出相似的值，这是支持所提方法的预期结果。当降低温度进入过冷态时，计算得到的扩散系数下降速度慢于Stokes-Einstein关系的预测，也慢于旋转扩散系数。在过冷水中水分子旋转和平动运动的NMR研究中也检测到了类似效应。
引用
@article{arxiv.1701.04853,
title = {Continuous diffusion model for concentration dependence of nitroxide EPR parameters in normal and supercooled water},
author = {Dalibor Merunka and Miroslav Peric},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.04853},
year = {2017}
}