Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Научные группы: Группа синтеза нанокомпозитов с полимерной матрицей и исследования их свойств

Группа синтеза нанокомпозитов с полимерной матрицей и исследования их свойств.
Организация
Ключевые слова
Область деятельности
  • Наноматериалы
  • Химия высокомолекулярных соединений
Научные интересы
    Синтез, структура и свойства полимерных нанокомпозитов.
Контактная информация
Телефон +7 495 939-55-09
Факс +7 495 939-11-82
Электронная почта volynskii@mail.ru
Научный коллектив
    Волынский Александр Львович, зав.лабораторией, член-корреспондент, доктор наук
Описание
    На протяжении многих лет в лаборатории проводятся исследования эффекта Ребиндера в полимерах. В указанных работах были установлены фундаментальные особенности этого явления, позволяющие использовать его в качестве нового универсального метода получения нанокомпозитов с полимерной матрицей. В основе этого подхода лежит (как и в случае классического эффекта Ребиндера) деформация полимеров в жидких адсорбционно-активных средах (ААС). В этих условиях в полимере, в отличие от его деформации на воздухе, самопроизвольно возникает и развивается система взаимосвязанных микроскопических пор нанометрового размера (1-10нм), пронизывающих весь объем деформируемого полимера и непрерывно заполняемых окружающей жидкостью (т.н. крейзинг полимера). При дальнейшем развитии деформации происходит коллапс возникшей структуры и закрытие (схлопывание) образовавшихся нанопустот. При коллапсе происходит частичный механический захват жидкости, заполнившей микропустоты. Если в качестве такой жидкости использовать раствор любой низкомолекулярной добавки в ААС, то при коллапсе структуры происходит выделение (синерезис) жидкости в окружающее пространство и механический захват (запечатывание) указанной добавки в виде наноразмерного включения. Важно отметить, что в этих условиях полимер диспергируется на агрегаты макромолекул, имеющие наноразмеры, разделенные в пространстве микропустотами, также имеющими размеры порядка единиц – десятка нанометров. Таким образом, деформация полимеров в адсорбционно-активных жидких средах является универсальным способом взаимного диспергирования полимера и низкомолекулярного вещества до наноразмеров, другими словами, универсальным методом получения нанокомпозита. В самом общем виде создание нанокомпозита предусматривает следующие стадии. Во-первых, необходимо измельчить, по крайней мере, один из компонентов такого композита до наноразмеров. Во-вторых, необходимо перемешать компоненты системы до получения однородной смеси. И, наконец, необходимо каким-либо способом застабилизировать полученную систему от ее самопроизвольного распада на исходные компоненты ввиду их термодинамической несовместимости. Все три отмеченные выше процедуры являются достаточно сложными физико-химическими задачами, и для их реализации приходится преодолевать значительные трудности. Крейзинг полимеров в жидких средах, впервые открытый и подробно изученный в работах сотрудников лаборатории структуры полимеров, позволяет легко решить все три сформулированные выше задачи. Использование крейзинга позволило коллективу лаборатории создать и исследовать большое количество новых видов наноматериалов, таких как пористые полимерные сорбенты, полимерные разделительные мембраны, новые виды полимер-полимерных наносмесей, негорючие и электропроводящие полимерные нанокомпозиты, металлополимеры и ряд других.

    Параллельно с указанными исследованиями на протяжении ряда лет в лаборатории проводятся исследования по разработке методов оценки деформационно-прочностных свойств твердых тел в слоях нанометрового диапазона. Разработанный авторами метод такой оценки является универсальным и основан на анализе деформационно-прочностных свойств систем «твердое покрытие на податливом основании» (ТППО). В качестве модельных систем ТППО использованы полимерные пленки с тонкими твердыми (металлическими, углеродными и пр.) покрытиями. Было установлено, что при деформировании таких систем имеет место некий вид поверхностного структурообразования, легко регистрируемый с помощью прямых микроскопических исследований. Сотрудниками лаборатории установлена фундаментальная количественная связь между прямо измеряемыми параметрами рельефа и свойствами материала покрытия и подложки. Указанная взаимосвязь открывает возможность оценки прочности покрытия в слоях практически любой толщины. Обнаружено, что в области толщин от 15 нм и менее прочность и предел текучести нанесенного металла резко (на порядки) возрастает. Полученный результат свидетельствует об особом состоянии вещества наноразмерного диапазона. Предлагаемый подход является универсальным и позволяет проводить количественную оценку деформационно-прочностных свойств твердых тел в условиях, когда такая оценка затруднительна или вообще невозможна.


Уникальное оборудование
  • Лабораторная установка для вытяжки полимерных пленок и волокон в непрерывном режиме
  • Просвечивающий электронный микроскоп ”LEO 912AB OMEGA, фирма Цейсс
Оборудование
  • Динамометр “Instron -1122”
  • ИК-спектрофотометр “Specord M-80”
  • Рентгеновский дифрактометр URD-6
  • Сканирующий электронный микроскоп “Hitachi S-520”
  • Термоанализатор "Metttler TA-4000”
  • УФ-спектрофотометр “Specord M-40”
Уникальные методики
    Метод получения нанопористых полимерных матриц (пленок и волокон) путем вытяжки полимеров в жидких средах и синтез нанокомпозитов на их основе , а также новый метод оценки деформационно-прочностных свойств твердых тел в слоях нанометрового диапазона.
Наиболее значимые публикации
Волынский А.Л., "Эффект Ребиндера в полимерах." // Природа, 2006 (11), 11 - 18

А.Л.Волынский, Л.М.Ярышева, С.В. Моисеева, С.Л.Баженов, Н.Ф.Бакеев., "Новый подход к оценке механических свойств твердых тел экстремально малых и экстремально больших размеров." // Рос. хим. журн. (ЖВХО им. Д.И.Менделеева), 2006, 50 (5), 126

А.Л.Волынский, А.Е.Микушев, Л.М.Ярышева, Н.Ф.Бакеев., "Крейзинг в жидких средах - основа для создания уникального метода модификации полимеров." // Рос. хим. журн. (ЖВХО им. Д.И.Менделеева), 2005, 49 (6), 118

Нанокрокодил
Нанокрокодил

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.