ОТЧЕТ по НИР «Изучение влияния химического строения, жесткости и длины макромолекул на ориентационный порядок, локальные и крупномасштабные релаксационные процессы в полимерных наноструктурах» за 2011 год.

Телефон исполнителя:

E-mail исполнителя:

WWW адрес (для ссылки на информацию о результатах НИР):

 Номер государственной регистрации НИР:

Плановый объем средств на проведение НИР с начала ее проведения, включая годовой отчётный этап НИР:

Фактический объем средств на проведение годового отчётного этапа НИР:

Фактический объем средств на проведение НИР с начала ее проведения, включая годовой отчётный этап НИР:

Полученные научные и (или) научно-технические результаты:

1.Разработаны молекулярные 2d- и 3d-модели для описания спонтанного упорядочения в монослойных пленках и поверхностных слоях многослойных полимерных структур, позволяющие установить зависимости параметров ближнего и дальнего ориентационного порядка, законы убывания ориентационных корреляционных функций от параметров межчастичных взаимодействий и жесткости цепей на изгиб. 2.Расчеты ориентационных корреляционных функций для монослойных пленок, параметра дальнего порядка в зависимости от длины сегмента Куна, а также коэффициента ДЛП от толщины пленок находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными по изучению упорядоченности и данными моделирования методом МД, оптическими методами (рассеяние света и ДЛП)для многослойных пленок различных полимергомологов. 3. С увеличением параметра квадрупольного ориентационного порядка времена локальных движений цепей уменьшаются, что качественно подтверждается результатами, полученными методом ЯМР по изучению времен релаксации в полисахаридах и их производных. 4.Многоцепная модифицированная модель гауссовых субцепей с учетом граничных условий удовлетворительно описывает эффекты ориентационного упорядочения в полимерных сегнетоэлектрических пленках P(VDF-TrFE) различной толщины. Разработан общий алгоритм расчета числа единиц в полимерной цепи, параметра анизотропии локальных внутри- и межцепных ориентационных взаимодействий, а также степени кристалличности и максимальной поляризации в сегнетоэлектрических полимерных пленках различной толщины. Результаты теоретических расчетов параметра дальнего ориентационного порядка от температуры и толщины слоя хорошо описывают экспериментальные зависимости по исследованию пространственного распределения поляризации, а также по изучению процессов переключения в полимерных электретных пленках.

Предполагаемое использование результатов и продукции:

Разработанная теория позволит предсказать, как равновесные свойства, так и релаксационное поведение макромолекул в частично упорядоченных полимерных системах с ориентационными взаимодействиями, таких как блочные и сверхтонкие жидкокристаллические и сегнетоэлектрические полимерные пленки, полученные при воздействии электрических, механических и гидродинамических воздействий. Модифицированная модель гауссовых субцепей будет использована для объяснения экспериментальных данных по изучению поляризации, ориентационного порядка, подвижности цепей и спектров времен релаксации в сегнетоэлектрических пленках на основе винилиденфторида. Сверхтонкие сегнетоэлектрические и др. пленки с достаточно малыми временами переключения предполагается использовать в устройствах обработки акустоэлектронных, пьезоэлектрических и др. сигналов. Результаты данной НИР могут быть использованы в Учреждениях Российской академии наук: Институте высокомолекулярных соединений РАН, Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН, Институте химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Институте кристаллографии имени А.В. Шубникова РАН, а также Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательском физико-химическом институте им. Л.Я. Карпова, Московском, Санкт-Петербургском, Тверском университетах. В Череповецком государственном университете проведено внедрение результатов НИР в лабораторные спецпрактикумы для студентов и магистров-физиков по дисциплинам "Физика макромолекул” и "Физика упорядоченных систем”, "Физика полимеров” и "Физика жидких кристаллов”

Полученная научная и (или) научно-техническая продукция:

1.Защищена кандидатская диссертация(Кушева И.В., 02.06. 2011, СПбГУ). 2,3.Учебные пособия "Вычислительная физика и компьютерное моделирование. Лабораторный практикум","Физика упорядоченных систем: моделирование и эксперимент". 4.Написана кандидатская диссертация (Герасимов Р.А.).

 Ключевые слова и словосочетания, характеризующие результаты :

моно- и полислойные пленки, пленки Ленгмюра-Блоджетт, сегнетоэлектрики, гребнеобразные полимеры, ориентационный порядок, фазовые переходы, времена локальных и кооперативных движений, времена переключения, поливинилиденфторид, фенилсодержащие полимеры, полисахариды, полиметилметакрилаты, диэлектрическая релаксация, двойное лучепреломление

Предполагаемое развитие исследований:

Развитие методов аналитического и компьютерного моделирования равновесных и релаксационных свойств цепей в полимерных наноструктурах: слоях и пленках и др. системах с различными типами ориентационного порядка и кинетических единиц макромолекул.

   использование в преподавании существующих дисциплин

нет
да

создание учебного оборудования

нет
да

продукция для обеспечения учебного процесса

нет
да

 Форма представления результатов НИР

научно-технические отчеты:

монографии:

учебники:

статьи в российских изданиях:

статьи в зарубежных изданиях:

доклады:

другие публикации:

проданные лицензии:

заявки на объекты промышленной собственности:

патенты:

диссертации:

экспонаты выставок:

 Участники НИР

Количество сотрудников профессорско-преподавательского состава, принимавших участие в выполнении НИР и указанных в научно-технических отчетах в качестве исполнителей:

Количество студентов, принимавших участие в выполнении НИР:

в т.ч. с оплатой за счет выделенных на данную НИР средств: