Л.А. Морозова1, С.В. Савельев2

1,2 Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время особую актуальность и практическую значимость приобрела задача неинвазивного определения состава водных растворов веществ. Решение этой задачи связано с большим поступлением на рынок товаров и веществ различного применения, для которых требуется незамедлительное неинвазивное подтверждение их состава. Наиболее важное значение эта задача имеет в фармакологическом сегменте рынка.

Цель. Предложить метод исследования водных растворов таких веществ на основе определения параметров их радиотеплового излучения в миллиметровой области спектра.

Результаты. Разработан метод, основанный на определении статической диэлектрической константы водных растворов – коэффициента поглощения на частоте 61,2 ГГц. Получены экспериментальные данные для определения значения коэффициентов поглощений водных растворов веществ в широкой области концентраций. Установлено монотонное увеличение значений коэффициентов поглощения растворов при уменьшении концентрации базовых веществ в области высоких разведений при индивидуальной динамике для каждого базового вещества, отражающей суммарные гидратационные изменения в растворах веществ (солей).

Практическая значимость. Данный метод можно использовать для решения задачи и определения базового вещества с помощью измерения радиотеплового излучения растворов в миллиметровом диапазоне длин волн при условии создания библиотеки значений физических величин водных растворов веществ. 

Морозова Л.А., Савельев С.В. Метод измерения радиотеплового излучения водных растворов // Успехи современной радиоэлектроники. 2021. T. 75. № 8. С. 12–19. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202108-02

1. Delbancut A., Baroullet M.P., Cambar J. Evidence and mechanistic approach of the protective effects of heavy metal high dilutions in Rodent and renal cell cultures / Ed. M. Bastide. Dordrecht. 1997. P. 71–83.
2. Jonsson M., Linse S., Frohm B. et.al. Semenogelins 1 and 2 bind zinc and regulate the activity of prostate-specific antigen //  Biochem. J. 2005. V. 15. № 378. Pt. 2. P. 447–453.
3. Epstein O.I., Pavlov I.F., Shtark M.B. Improvement of Memory by Means of Ultra-low Doses of Antibodies to S-100B Antigen // Evidence-based Complementary and Alternative Medicine. 2006. V. 3. № 4. P. 541–545.
4. Barthel J. Electrolyte Data Collection: Dielectric properties of water and aqueous electrolyte solutions. Chemistry data series V. 12. Part 2. DECHEMA. 1995.
5. Broadband Dielectric Spectroscopy / Eds. F. Kremer, A. Schonhals. Berlin: Springer-Verlag. 2003.
6. Buchner R., Capewell S.G., Hefter G. May P.M. // J. Phys. Chem. B. 1999. V. 103. P. 1185.
7. Лященко А.К., Новскова Т.А. Структурная самоорганизация в растворах на границе раздела фаз / Под ред. А.Ю. Цивадзе. М.: ЛКИ. 2008.
8. Шутко А.М. СВЧ-радиометрия водной поверхности. М.: Наука. 1986.
9. Mungal A.G., Hart J. Measurement of the complex dielectric constant of liquids at centimeter and millimeter wavelengths // Can. J. Phys. 1957. V. 35. P. 995–1003.
10. Wachter W., Fernandez S., Buchner R. Ion Association and Hydration in Aqueous Solutions of LiCl and Li2SO4 by Dielectric Spectroscopy // J. Phys. Chem. B 2007. 111. 9010–9017.
11. Shuang Liu, Guo-Zhu Jia, Shu Zhang Consideration of fractal and ion–water cooperative interactions in aqueous Na2SO4 and K2SO4 solutions by dielectric relaxation spectroscopy // Physica A (2015). P. 1–8. URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.physa.2015.08.034.
12. Лященко А.К., Каратаева И.М., Дуняшев В.С. Связь радиояркостных и диэлектрических свойств водных растворов солей в миллиметровой области спектра // Журнал физической химии. 2019. Т. 93. С. 552–557.
13. Криворучко В.И. Приемный радиометрический модуль 5-миллиметрового диапазона длин волн с малошумящим усилителем на входе // Известия вузов. Радиофизика. 2003. Т. XLVI. № 8–9. С. 782–786.
14. Синицын Н.И., Елкин В.А. Особая роль структуризации водосодержащей среды в современных биомедицинских радиоэлектронных технологиях и нанотехнологиях будущего // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2007. № 2–4. С. 31–43.
15. Бецкий О.В., Морозова Л.А., Савельев С.В. Миллиметровые и терагерцовые волны в растворах фармакологических препаратов биологического происхождения // Биомедицинская радиоэлектроника. 2017. № 4. С. 42–46.