Modelo do oscilador eletro-mecânico com viscosidade complexa na interpretação da espectroscopia de impedância

Abstract

Resumo: Fluidos e sólidos podem ser caracterizados do ponto de vista elétrico e a principal técnica para tal é a espectroscopia de impedância. Na literatura, para interpretar teoricamente os dados de espectroscopia de impedância, existem alguns modelos que são mais usados, dentre eles os modelos circuitais e os modelos de difusão iônica. Recentemente, foi proposta uma nova interpretação pensando no modelo mecânico do oscilador harmônico amortecido e forçado. O nosso modelo é uma variação deste, mas que explora aspectos de viscosidade complexa, o qual leva em conta o comportamento difusivo normal e anômalo para íons que se movimentam próximos à superfície condutora do porta-amostra. O resultado desse modelo é satisfatório, principalmente no regime de baixas frequências e, além disso, com o uso de um fator de proporcionalidade, é possível obter uma analogia direta com um modelo circuital. Neste trabalho, vamos apresentar e explorar as diversas variáveis desse novo modelo, comentando e comparando com os modelos já existentes.

Abstract: Fluids and solids can be characterized from the electrical point of view and the main technical for this is impedance spectroscopy. In the literature, to interpret theoretically the impedance spectroscopy data, there are some of the models that are most used, such as circuit models and ion diffusion models. Recently, a new interpretation was proposed about the overdamped oscillator model. Our model is a variation of this, but that explores aspects of complex viscosity, which takes into account the normal and anomalous diffusive behavior for ions moving near the conducting surface of the sample hold. The result of this model is satisfactory mainly in the low frequencies and, moreover, with the use of a proportionality factor, it is possible to obtain a direct analogy with a circuit model. In this framework we will present and explore the various variables of this new model, commenting and comparing with existing models.