Разработка функциональных полимерных, органических и гибридных материалов с заданными полупроводниковыми, оптическими, электрохимическими, сенсорными и другими свойствами, необходимыми для обеспечения создания элементной базы электроники, фотоники и оптоэлектроники нового поколения на основе нанотехнологий

Синтезированы новые олигомеры на основе 2,2'-бифенил-4,4'-диилтиофена (ТРРТ) с различными заместителями – линейными и разветвленными алкильными или триалкилсилильными фрагментами, донорно-акцепторные олигофенилены с центральным бензотиадиазольным электроноакцепторным звеном и разветвленными триалкилсилильными группами, олигомеры на основе 5,5′-бис-фенил-2,2′-битиофена (PТTР) с различными концевыми группами (-F, -CH3, -CF3, -Si(CH3)3, -OCH3 и tertBu), новые полимеры на основе трифениламина – с концевыми метилдициановинильными фгагментами P(TPA-DCV-Me) и с концевыми гексильными группами P(TPA-Hex), новые кремнийорганические полимеры состава [Si-O-Si-С11-BTBT-С11]n и [Si-O-Si-С6-BTBT-С6]n на основе фрагментов 2,7-диалкил[1]бензотиено[3,2-b][1]-бензотиофена (BTBT), соединенных через тетраметилдисилоксановые группы в основную полимерную цепочку, и серия новых ариламиновых производных ВТВТ. Чистота и химическое строение полученных олигомеров и полимеров доказаны комплексом современных методов исследования, включая ЯМР спектроскопия на ядрах 1Н, 13С MALDI–TOF масс-спектрометрия, элементный анализ и ГПХ. Показано, что, используя различные типы концевых групп и степень их разветвлённости, можно регулировать агрегатное состояние, термическую стабильность и фазовое поведение сопряженных олигомеров. Использование триалкилсилильных групп значительно повышает термостабильность сопряжённых олигомеров, что делает такие заместители полезным инструментом для улучшения физико-химических свойств сопряжённых олигомеров. Показано, что фазовое поведение и термостабильность для олигомеров с объёмными заместителями во многом определяется структурой последнего, что обусловлено большой долей заместителей в структуре. При этом компактные концевые заместители, которые практически не участвуют в системе π-сопряжения ядра олигомера, обеспечивают настраиваемый контроль над кристаллическими структурами, свойствами переноса заряда и люминесценции. Биполярный перенос заряда в Si(CH3)3-PTTP-Si(CH3)3 подтвержден в органических полевых транзисторах и органических светоизлучающих транзисторах. Изучение структуры и фазового поведения полимера [Si-O-Si-С11-BTBT-С11]n методами ДСК, поляризационно-оптической микроскопии, мало- и широкоуглового рентгеновского рассеяния показало наличие стеклования при -125°С, а также упорядоченной смектической фазы E и неупорядоченной смектической фазы С. Исследован рост, термические и оптические свойства кристаллов 4,7-дифенил-2,1,3-бензотиадиазола (P2-BTD) и его производного с концевыми триметилсилильными заместителями – 4,7-бис(4-(триметилсилил)фенил)бензотиадиазола ((TMS-P)2-BTD). Проведены экспериментальные и теоретические исследования абсорбционно-флуоресцентных свойств растворов и кристаллов обоих молекул. Кристаллы на основе этих соединений имеют большой потенциал для использования в качестве светоизлучающих элементов, в частности, сцинтилляционных детекторов. Исследование оптических и термических свойств серии новых ариламиновых производных ВТВТ показывает большой потенциал их применения в органических светоизлучающих диодах благодаря их высоким температурам стеклования и подходящим спектральным характеристикам. Тестирование полимера P(TPA-Hex) в качестве дырочно-транспортного материала в перовскитной солнечной батарее p-i-n типа позволило достичь КПД = 16%. Разработан метод восстановления распределения электронной плотности из относительной интенсивности малоугловых рефлексов и произведена его отработка для частично упорядоченных систем различной симметрии: кубических центросимметричных, цилиндрических, а также одномерных жидкокристаллических фаз. Произведен сравнительный анализ методов формирования макроскопически ориентированных мембран на основе упорядоченной колончатой мезофазы в силовых полях различной природы и показана перспективность использования этих методов для для создания высокоселективных ионных мембран Методом ГПП синтезирована серия тонкопленочных нанокомпозитов на основе поли-п-ксилилена и оксида молибдена. Исследована морфология, структура, а также их связь с оптическими свойствами, показано влияние отжига на структуру композитов.