Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области физики твердого тела.



Научное открытие "Явление воздействия внешнего магнитного поля на фотопроцессы в молекулярных твердых телах".

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление воздействия внешнего магнитного поля на фотопроцессы в молекулярных твердых телах, заключающееся в изменении скорости их протекания и обусловленное ее зависимостью от полного спина промежуточных пар парамагнитных частиц".
Авторы: Е. Л. Франкевич, Е. И. Балабанов.
Номер и дата приоритета: № 307 от 10 мая 1965 г.


Описание открытия.
Прежде считалось, что магнитные поля могут влиять на скорость физико-химических процессов в твердых телах только при условии, что энергия взаимодействия внешнего магнитного поля с магнитными моментами частиц больше или соизмерима с энергией теплового движения частиц, то есть при воздействии на них достаточно сильных магнитных полей при низких температурах.

Российские ученые Е. Л. Франкевич и Е. И. Балабанов, исследуя магнитные взаимодействия в неравновесных электронных процессах в молекулярных твердых телах, установили, что указанный энергетический запрет в данном случае не проявляется. Эти взаимодействия наблюдались ими как изменение под действием слабого магнитного поля (10 – 100 Э) таких свойств твердых тел, как фотопроводимость, квантовый выход люминесценции или скорость фотохимических превращений. Эффекты магнитного поля проявлялись в условиях, когда энергия взаимодействия магнитного поля с магнитными моментами частиц была много меньше тепловой, то есть в условиях, которые ранее считались непреодолимым препятствием для воздействия на химическую реакцию.

В основе обнаруженного явления лежит установленная авторами роль короткоживущих пар парамагнитных частиц (свободных радикалов, ионов, триплетных молекул), содержащих неспаренные электроны. Скорость реакции частиц, составляющих эти пары, зависит от полного электронного спина пары. Сами пары образуются в ходе процесса, и за время их жизни (10–9 с) спины и магнитные моменты не успевают прийти в тепловое равновесие с веществом: магнитные поля в этих условиях действуют независимо от теплового движения. Под действием поля изменяются спиновое состояние частиц, находящихся в парах, и их реакционная способность.

Открытое явление вносит коренное изменение в уровень познания механизма химических реакций и других неравновесных процессов в веществе, протекающих на электронном уровне. Показано, что электронный спин реагирующих частиц — это ключ к управлению реакциями, способный малым воздействием, энергия которого много меньше энергии теплового движения, влиять на большие потоки химической энергии в веществе и изменять выход продуктов. Открытие способствовало становлению новой области физико-химической науки — спиновой химии, изучающей законы поведения спинов и магнитных моментов электронов и ядер при превращениях вещества.

Практическое значение открытия состоит в том, что на его основе разработаны методы и приборы для исследования промежуточных короткоживущих стадий, химических реакций и других электронных процессов в твердых и жидких веществах. Такими методами изучены механизмы многих фотохимических и радиационно-химических процессов, реакций с участием молекул кислорода, механизмов образования и переноса заряда в; органических полупроводниках и полимерах, экситонных процессов, разделения зарядов в первичных реакциях фотосинтеза. Эти методы широко применяются у нас в стране и за рубежом. На основе открытия предложены два технических решения, защищенных авторскими свидетельствами на изобретения.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz