Ученые выяснили, как с помощью полимерных щеток улучшить композиты

Ученые выяснили, как с помощью полимерных щеток улучшить композиты

Интернациональный коллектив ученых посредством способов компьютерного моделирования изучили свойства и структуру нанонаполнителя, к поверхности которого «пришиты» другие молекулы. В следствии таковой модификации поверхности образуются «плоские щетки», свойства которых и исследовались в ИВС РАН. Подобная модификация ответственна для улучшения смешения компонентов композиционных материалов.

Работа ученых размещена в издании Current Opinion in ColloidInterface Science. Изучения поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). В изучении учавствовали ученые из Вагенингенского университета (Германия), Университета высокомолекулярных соединений (ИВС) РАН, Университета ИТМО и Университета По и Пэ де Л’Адур (Франция).

Плоская полимерная щетка является монослоем полимерных цепей (линейных либо разветвленных), каковые связаны с плоской поверхностью нанонаполнителя концевыми группами. Такая модификация поверхности наночастиц полимерными цепями ведет к появлению на границе компонентов композита (наполнителя и полимерного связующего) щетки из пришитых молекул. Наличие таких щеток оказывает помощь решать множество прикладных задач.

Так, при создании полимерных нанокомпозитов модификация поверхности полимерными цепями частиц нанонаполнителя мешает их агрегации, улучшая равномерность распределения наночастиц. Формирование щетки на поверхности кроме этого позволяет руководить адсорбиционными особенностями данной поверхности. Структуры, включающие в себя полимерные щетки, употребляются как материалы с регулируемыми особенностями, и для постепенного высвобождения и переноса лекарств.

«Научная новизна работы пребывает в скоординированном сочетании разных подходов к изучению полимерных щеток: в первый раз такие совокупности изучены как способами атомистического моделирования конкретных совокупностей, имеющих громадное прикладное значение, так и способами аналитической теории, самосогласованного поля и мезоскопического моделирования», — пояснил начальник гранта РНФ, врач физико-математических наук Сергей Люлин.

Русские ученые изучили щетки из разветвленных полимерных молекул (дендронов, звезд и других), «пришитых» за один из финишей к плоской поверхности. В работе продемонстрировано, что чем более разветвленные полимеры пришивались к поверхности, тем меньше была глубина и толщина щёток их обоюдного проникновения.

«Такое поведение должно приводить к уменьшению вязкого трения между щетками и возможно использовано для улучшения смешения компонентов композиционных материалов, в частности для композитов на базе полимолочной кислоты, наполненной нанокристаллами бактериальной целюлозы», — растолковал Сергей Люлин.

Как с помощью батарейки и фольги разжечь огонь?


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: