Экспериментальные и теоретические исследования новых функциональных материалов и структур (заключительный)

Цель работы - комплексное изучение новых функциональных материалов и физических процессов, происходящих в них. Теоретически показаны изменение степеней заполнения при разложении гидратов ксенона и образование аморфного слоя на границе гидрата при разложении, согласующиеся с экспериментальными данными. Найдены кривые равновесий гелий - гидраты и гелий - жидкая фаза, которые согласуются с экспериментальными данными в области температур 140 - 300 K. Расчеты также показали, что количество гелия, который может быть сохранён в гидрате на основе льда Ih, почти в три раза превышает это количество для льда II, однако при высоких давлениях более стабилен именно лёд II. В электропроводящем полианилине PANI, полученном внутри диэлектрического нанопористого координационного полимера MIL-101, установлено что существенные изменения как релаксационных процессов, так и механизмов электропроводности связаны с уменьшением размеров частиц полианилина в матрице MIL-101 до нанометровых размеров (~30 Å). С целью выделения особенностей влияния дефектов на электропроводность в слоистых халькогенидах переходных металлов проведены исследования электропроводности родственных по структуре многослойных углеродных нанотрубок. Установлены корреляции между электропроводностью и дефектностью структуры электропроводящих слоев углеродных нанотрубок. Выделение особенностей влияния дефектов на электропроводность в слоистых проводниках является важнейшим результатом по проекту в целом. Этот результат открывает возможность управлять электропроводностью слоистых термоэлектриков на основе халькогенидов переходных металлов, что позволит повысить эффективность термоэлектрических преобразователей на их основе в дальнейших исследованиях. По аналогии с классическими МОКП, где тип лиганда влияет на адсорбционные свойства, исследованы адсорбционные свойства фуллереноподобных структур, образованные различными видами лигандов. Методами молекулярной динамики рассчитаны равновесные содержания газов в таких структурах при давлениях до 10 МПа и температуре 298 K. Показано, что наноуглеродные структуры способны адсорбировать более 180 см³/см³ метана (DOE target) при комнатной температуре. Расчет оптических свойств указывает на возможность использования предложенных структур для преобразования солнечной энергии и визуализации биологических систем.