A <i>β</i>-NMR study of the depth, temperature, and molecular-weight dependence of secondary dynamics in polystyrene: Entropy–enthalpy compensation and dynamic gradients near the free surface
Notice bibliographique
Résumé
We investigated the depth, temperature, and molecular-weight (MW) dependence of the γ-relaxation in polystyrene glasses using implanted 8Li+ and β-detected nuclear magnetic resonance. Measurements were performed on thin films with MW ranging from 1.1 to 641 kg/mol. The temperature dependence of the average 8Li spin–lattice relaxation time (T1avg) was measured near the free surface and in the bulk. Spin–lattice relaxation is caused by phenyl ring flips, which involve transitions between local minima over free-energy barriers with enthalpic and entropic contributions. We used transition state theory to model the temperature dependence of the γ-relaxation, and hence T1avg. There is no clear correlation of the average entropy of activation (Δ‡S̄) and enthalpy of activation (Δ‡H̄) with MW, but there is a clear correlation between Δ‡S̄ and Δ‡H̄, i.e., entropy–enthalpy compensation. This results in the average Gibbs energy of activation, Δ‡Ḡ, being approximately independent of MW. Measurements of the temperature dependence of T1avg as a function of depth below the free surface indicate the inherent entropic barrier, i.e., the entropy of activation corresponding to Δ‡H̄ = 0, has an exponential dependence on the distance from the free surface before reaching the bulk value. This results in Δ‡Ḡ near the free surface being lower than the bulk. Combining these observations results in a model where the average fluctuation rate of the γ-relaxation has a “double-exponential” depth dependence. This model can explain the depth dependence of 1/T1avg in polystyrene films. The characteristic length of enhanced dynamics is ∼6 nm and approximately independent of MW near room temperature.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».