Conductivity percolation in water network on silica surface A380

Abstract

W pracy badano zjawisko przejścia perkolacyjnego w sieci 2D wody przy niskim stopniu uwodnienia na powierzchni krzemionki Aerosil 380. Pomiary przeprowadzono metodą spektroskopii dielektrycznej, z wykorzystaniem mostka impedancyjnego. Wykonano 3 serie pomiarowe podczas swobodnej dehydratacji próbki do otoczenia (RH ok. 30%) oraz jedną serię pomiarową przy włączonym nawilżaczu powietrza utrzymującym wilgotność RH=50% w pomieszczeniu. Wyznaczone widma dielektryczne (składowa rzeczywista i urojona) są charakterystyczne dla nawodnionych układów biologicznych. Nie dostrzeżono wyraźnej różnicy w poszczególnych widmach pochodzących z badań przeprowadzonych w różnych warunkach atmosfery otoczenia. Zaobserwowano przejścia perkolacyjne dla wszystkich wyżej wymienionych serii. Otrzymano średnie parametry w progu perkolacji: stopień uwodnienia h*= 0,256(2), oraz wykładnik krytyczny t*=1,092(4) charakterystyczny dla procesu perkolacji przewodnictwa w sieci 2D.The work concerns the 2D conductivity percolation in water network on low hydrated surface of silica Aerosil 380. Measurements were carried out using the method of dielectric spectroscopy (impedance bridge). 3 series of measurements of the free-dehydration samples to the environment (30% RH) and one course of measurements in the presence of the air humidifier turned on persistent humidity RH = 50% were performed. Recorded dielectric spectrum (real and imaginary components) are characteristic of hydrated biological systems. No significant difference was noticed in the individual spectra from the experiment carried out under different conditions of ambient atmosphere. Percolation transition was observed for all of the above series. The average parameters of percolation obtained: hydration level h* = 0.256 (2), and the critical exponent t* = 1.092 (4), the latter being characteristic of the process of conductivity percolation in the 2D water network