Нетепловые эффекты микроволнового излучения: обзор и дискуссии.
Non-thermal microwave effect
Нетепловые эффекты микроволн: развенчание мифов о необычных явлениях в химии. Микроволны вызывают лишь вращательную энтропию и трение, но не "нетепловые" эффекты.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Нетермические микроволновые эффекты или специфические микроволновые эффекты были предложены для объяснения необычных наблюдений в микроволновой химии. Основным эффектом поглощения микроволн диэлектрическими материалами является кратковременное смещение постоянных диполей, вызывающее вращательную энтропию. Поскольку частота микроволновой энергии значительно превышает скорость поглощения электронами, возникающая энергия может вызывать трение и нагрев близлежащих атомов или молекул. Если материал жесткий, высвобождения вращательной энергии не происходит, и, следовательно, нагрева тоже. "Нетермических эффектов" не существует. Если материал не является диэлектриком с диполями или ионным распределением, взаимодействие с микроволнами и нагрев не происходят. Нетермические эффекты в жидкостях практически отсутствуют, поскольку время перераспределения энергии между молекулами в жидкости значительно меньше периода микроволновой осцилляции. Обзор 2005 года иллюстрирует это на примере органической химии, хотя и поддерживает существование нетермических эффектов. Было показано, что такие нетермические эффекты проявляются в реакции O + HCl(DCl) → OH(OD) + Cl в газовой фазе, и авторы предполагают, что некоторые механизмы могут присутствовать и в конденсированной фазе. Нетермические эффекты в твердых телах остаются предметом продолжающихся дискуссий. Вероятно, фокусировка электрических полей на границах частиц вызывает образование плазмы и усиливает диффузию в твердых телах посредством эффектов второго порядка. В результате это может способствовать процессам спекания в твердом состоянии. Дискуссии о нетермических эффектах микроволн, наблюдаемых в фазовых переходах твердого состояния, продолжались и в 2006 году. Эссе 2013 года пришло к выводу, что этот эффект отсутствует в органическом синтезе, включающем жидкие фазы. В работе 2015 года рассматривается нетермический микроволновой эффект (резонансный процесс) в связи с селективным нагревом, обусловленным процессами релаксации Дебая.
Non thermal microwave effects or specific microwave effects have been posited in order to explain unusual observations in microwave chemistry. The main effect of the absorption of microwaves by dielectric materials is a brief displacement in the permanent dipoles which causes rotational entropy. Since the frequency of the microwave energy is much faster than the electrons can absorb, the resultant energy can cause frictional heating of nearby atoms or molecules. If the material is rigid there will be no release of rotational energy, and therefore no heating. There are no "Non thermal effects". If the material is not a dielectric material with dipoles or an ionic distribution, there is no interaction with microwaves and no heating. Non thermal effects in liquids are almost certainly non existent, as the time for energy redistribution between molecules in a liquid is much less than the period of a microwave oscillation. A 2005 review has illustrated this in application to organic chemistry, though clearly supports the existence of non thermal effects. It has been shown that such non thermal effects exist in the reaction of O + HCl(DCl) > OH(OD) + Cl in the gas phase and the authors suggest that some mechanisms may also be present in the condensed phase. Non thermal effects in solids are still part of an ongoing debate. It is likely that through focusing of electric fields at particle interfaces, microwaves cause plasma formation and enhance diffusion in solids via second order effects. As a result, they may enhance solid state sintering processes. Debates continued in 2006 about non thermal effects of microwaves that have been reported in solid state phase transitions. A 2013 essay concluded the effect did not exist in organic synthesis involving liquid phases. A 2015 perspective discusses the non thermal microwave effect (a resonance process) in relation to selective heating by Debye relaxation processes.