Nuclear relaxation of liquids in porous media

¹ Laboratoire de Physique de la Matière Condensée, École Polytechnique, CNRS, 91128 Palaiseau, France ;
² Centre de Recherche sur la Matière Divisée, CNRS, 1b, rue de la Férollerie, 45071 Orléans, France ;
³ Material Research Laboratory and Department of Chemistry, University of Illinois, Urbana, Illinois 61801, USA.

Abstract

A theoretical treatment is proposed to explain the variations of the nuclear relaxation rates T₁^-1, T₂^-1 and T_1ρ^-1 with the temperature, frequency and average pore size of wetting and non-wetting liquids confined in porous silica glasses. We propose an expression of these rates as a linear combination of surface and geometrical confinement effects. The pore size dependences allow a separation of these two effects. The geometrical confinement dominates over the surface interaction at low frequency and for small pores.

Résumé

Un traitement théorique explique les variations des vitesses de relaxation nucléaire T₁^-1, T₂^-1 and T_1ρ^-1 avec la température, la fréquence et la taille des pores de liquides mouillants et non-mouillants confinés dans des verres poreux de silice. Une expression de ces vitesses est proposée en terme de superposition des effets de surface et de confinement géométrique. La variation avec la taille des pores permet de séparer ces deux effets. Le confinement domine à basse fréquence et pour les petits pores.