Материалы для современной медицины. Канюков В.Н - 30 стр.

                                                   Теоретические расчеты по-
                                            казывают, что в присутствии воды
                                            снижается энергия, требуемая для
                                            напряжения, или искажения, эле-
                                            ментарной ячейки структуры стек-
                                            ловидного кремнезема, представ-
                                            ляющей собой тетраэдр, в соответ-
                                            ствии с      рисунком 5. В отсутст-
                                            вие воды для изменения валентно-
                                            го угла между двумя атомами ки-
                                            слорода от 105 до 108° нужно за-
                                            тратить энергию 73 ккал/моль
                                            (вверху). В присутствии воды необ-
                                            ходима      энергия   только    30
 Рисунок 5 – Влияние присутствия воды       ккал/моль (внизу). Чтобы сокра-
 на снижение энергии                        тить число электронов, учитывае-
                                            мых в расчетах, два атома кисло-
рода в тетраэдре заменялись атомами водорода.
       Эксперименты подтверждают важную роль механического напряжения
в ускорении роста трещины. На рисунке 6 показана реакция между молекулой
аммиака и циклом с поделенными ребрами. Молекула адсорбируется на атоме
кремния напряженного цикла; в результате диссоциативной хемосорбционной
реакции разрываются связи кремний — кислород — кремний. Напряженные
связи такого типа реагируют в 100 000 раз быстрее, чем ненапряженные.
       Инфракрасная Фурье-спектроскопия используется для измерения скоро-
                                            стей реакций между различными
                                            веществами и силикатными цик-
                                            лами с поделенными ребрами. На
                                            рисунке 7 приведен пример реги-
                                            страции реакции с метанолом.
                                            Скорости, с которыми исчезают
 Рисунок 6 - Реакция между молекулой        циклы (слева) и появляется хемо-
 аммиака и циклом с поделенными реб-        сорбированный метанол (справа),
 рами                                       измеряются путем помещения об-
                                            разца в поток инфракрасного из-
лучения. Когда частота излучения совпадает с характеристической частотой
колебаний каждой молекулы, наблюдается сильное поглощение излучения (пи-
ки на кривых).
       Молекулы воды и аммиака близки по размерам (около 0,26 нм), тогда
как молекулы метанола намного больше (0,36 нм). Молекулы меньшего разме-
ра, например воды и аммиака, могут легко войти в трещину (диаметром 0,4—
0,5 нм) и вызвать реакции разрыва связей, в то время как более крупные моле-
кулы, подобные молекуле метанола, входят в нее с трудом. Действительно, мо-
лекулы, размер которых превышает 0,4 нм, не влияют сколько-нибудь заметно
на рост трещины; вероятность их проникновения к месту, где происходят реак-
32