Метод диэлектрической спектроскопии является эффективным методом исследования таких сложных систем как пористые среды, органические и водные системы, сложные вязкие жидкости, полимеры, коллоиды, микро/эмульсии, жидкие кристаллы, стекла, гели, нефтяные дисперсные системы, лекарственные препараты и композитные нано- мезо- материалы. Применение сочетания двух методов диэлектрической спектроскопии - временного и частотного позволяет перекрыть частотный диапазон от микро- до терагерцовой области и изучать широкий спектр веществ в температурном диапазоне от -160⁰C до +400⁰C. Именно такие широкие частотные и температурные диапазоны зондирования электрических и диэлектрических свойств среды позволяют исследовать широкий класс структурных и динамических свойств сложных систем.

Область практического применения исследований: медицина, биология, химия, геология, нефтяная промышленность, экологический мониторинг (в том числе сенсорные датчики), пищевая промышленность, агропромышленный комплекс (контроль влажности и качества зерна, фруктов), электротехническая кабельная промышленность и др.

Экспериментальная база

Диэлектрический спектрометр Novocontrol BDS Concept 80 (Германия) позволяет проводить измерения диэлектрических параметров в широком диапазоне частот 3 мкГц ÷ 3 ГГц, давлений 0 ÷ 3000 MPa (0 ÷ 3 kbar) и температур ‑160⁰C ÷ + 400⁰C с автоматическим температурным контролем с помощью системы QUATRO с точностью  0.01⁰C. 

ПРЕЗЕНТАЦИЯ оборудования лаборатории "Диэлектрическая спектроскопия"

Возможности диэлектрической спектроскопии

Виды работ:

1. Определение диэлектрических свойств изоляционных материалов;
2. Контроль химической чистоты веществ;
3. Определение влагосодержания:
   1. Определение содержания воды в жидкостях;
   2. Определение содержания воды в сыпучих материалах;
4. Определение старения материалов (масла, полимеры);
5. Определение кинетики реакций полимеризации;
6. Определение влияния содержания наполнителя на физико-химические свойства вулканизированного каучука;
7. Определение нелинейных свойств полупроводниковых материалов, сегнетоэлектриков, гетероструктур;
8. Определение эффективности катализаторов и промотеров при образовании и разложении газовых гидратов.

Используемые методики:

Определение диэлектрических свойств вещества в диапазоне частот 3мкГц ÷ 10 МГц;

Определение диэлектрических свойств вещества в диапазоне частот 1 МГц ÷ 3 ГГц;

Определение диэлектрических свойств вещества в сильных полях до 4 кВ;

Электрохимические измерения;

Температурные измерения диэлектрических свойств вещества;

Измерение диэлектрических спектров исследуемых веществ под давлением.

Навыки и компетенции, формируемые в результате обучения в лаборатории диэлектрической спектроскопии (каб. 023 здания Института физики).

– способность проведения всех этапов эксперимента (подключение активной измерительной ячейки, калибровка измерительной системы, задание протокола эксперимента) на низкочастотном и высокочастотном блоках диэлектрического спектрометра Novocontrol BDS Concept 80, в том числе этапа калибровки измерительной системы, приготовления образцов, измерительных ячеек;

– умение использовать различные существующие конфигурации измерительных ячеек и при необходимости сконструировать новые для проведения уникальных исследований;

– умение спланировать реализацию экспериментальных исследований для решения научно-технической проблемы с учетом ограничений по времени, человеческим и материально-техническим ресурсам;

– способность обработать полученные результаты диэлектрических измерений программами WinFIT, Origin и др.

– способность получать с помощью методов диэлектрической спектроскопии количественные оценки и характеристические параметры (температура фазового перехода, энергия активации процесса и т.д.) различных сложных материалов и использовать эти данные для решения физических и технологических задач;

– способность и готовность развивать существующие и осваивать новые методики диэлектрической спектроскопии;

– способность эффективно использовать современные информационные технологии для обработки и анализа экспериментальных данных;

– умение выбирать наборы методов для решения различных физических проблем, связанных со структурой и динамикой исследуемых объектов;

– умение представить результаты эксперимента в виде научно-технического отчета, а также в формате, соответствующем формату публикаций в ведущих научных журналах и докладов на конференциях различной специализации.