Влияние изменений в структуре сетки водородных связей воды на электрофизические свойства систем «матрица-вода» при ступенчатом нагреве

Связанная и свободная вода присутствуют в большом разнообразии твердых тел – монокристаллах, полимерах, биополимерах, а также в средах с сеткой водородных связей как у воды (длиной 2.7$\pm$0.1 Å). Некоторые объекты при внешних воздействиях ведут себя как системы двух компонент (открытая система) и проявляют аномальное изменение свойств при тех же температурах, что и свободная вода. В работе представлены результаты изучения температурного поведения диэлектрической проницаемости, проводимости, времени релаксации проводимости некоторых гидрофильных полимеров, кристаллогидратов, а также сегнетоэлектриков. Анализ полученных результатов показал наличие температурных аномалий выбранных свойств в окрестностях 20, 35, 50, 65-75 и вблизи 100оС, которые являются «особыми» температурами для воды: в районе температур 20, 35, 50 происходит деструкция кластеров молекул Н2О, а при более высоких температурах – переход структурированной воды в свободное состояние. Возможно, что дискретный характер размытых температурных максимумов свойств обусловлен в системе «матрица-вода» наличием дискретных уровней энергии протонов, которые при ступенчатом нагреве (медленная кинетика) приводит к перестройке или деструкции сетки водородных связей ОН…О, а также перезаселению уровней протонов в двухминимумном потенциале, освобождение глубоких ловушек, изменению набора носителей тока, их подвижности и траектории транспорта по объему образца.