Бесконтактный способ контроля качества воды предложил физик КФУ

Созданная им теория позволяет использовать    спектроскопический  метод для     определения  уровня  загрязнения  льда  как на  Земле, так и на   других планетах.

Исследование ученого Казанского федерального университета Айрата Хамзина опубликовано в журнале  Королевского химического общества Physical Chemistry Chemical Physics.

Физиком  разработана микроскопическая теория диэлектрической релаксации гексагонального льда в широком интервале температур. Несмотря на то, что вода в  жидкой и твердой фазах является самым распространенным веществом, ее  свойства еще не  до конца изучены. Любой диэлектрик (лед в том числе), помещенный в электромагнитное  поле, поляризуется: в нем под действием поля происходят процессы смещения или перемещения электрических зарядов. После выключения внешнего поля начинается  диэлектрическая релаксация – постепенное уменьшение поляризации диэлектрика.

По изменению электрической поляризации  льда в зависимости от его температуры  можно судить о наличии в нем тех или иных примесей, а значит, можно определять  не только  чистоту  льда, но  и качество воды.

Стоит отметить, что спектроскопический метод успешно   применяется для исследования физико-химических свойств различных материалов и веществ. Для изучения  свойств льда этот метод ранее не использовался,  поскольку    не была решена проблема обоснования сложного поведения диэлектрического спектра льда в зависимости от температуры.

Совместно с сотрудниками лаборатории диэлектрической спектроскопии факультета прикладной физики Еврейского Университета (г. Иерусалим) А.Хамзин усовершенствовал феноменологическую модель диэлектрической релаксации льда, которая позволила объяснить неаррениусовское поведение   диэлектрической релаксации при температурах ниже 240 К.

Используя эту  модель, физик создал теорию диэлектрической релаксации льда в широком диапазоне  температур. Ученый установил, что на  релаксацию  льда влияют   способы его приготовления и чистота образцов.

«Разработанная мной теория   электрической поляризации воды в ее различных фазах необходима, чтобы интерпретировать  информацию, получаемую из экспериментальных диэлектрических спектров, – рассказывает доцент кафедры теоретической физики Института физики КФУ, сотрудник научно-исследовательской лаборатории  «СВЧ-проектирование» Айрат Хамзин. – Экспериментальные данные о комплексной диэлектрической проницаемости в широком частотном диапазоне позволяют, например,  создавать и тестировать спектроскопические модели почв и горных пород, изучать релаксационные процессы в них. Так, при  дистанционном  исследовании  почв  радиоволновыми методами необходимо знать их диэлектрические  свойства. А они у  разных  типов  почв разные,  что определяется, в первую очередь, различным содержанием  связанной  воды  и  ее  особенностями».