ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИИ УГЛЕРОДНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ, ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ И ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ

Отчет 192 с., рис. 145, табл. 41, 247 библиографических источников. АЛЬГИНАТЫ, АМФИФИЛЬНЫЕ КЛИНООБРАЗНЫЕ МЕЗОГЕНЫ, ВОДОРОДНЫЙ ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ГИДРОГЕЛИ, ЛАТЕКСЫ, МАКРОПОРИСТЫЕ МАТРИКСЫ, СОРБЕНТЫ, МЕЗОПОРИСТЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ, МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ, МЕТАЛЛ-ОРГАНИЧЕСКИЕ КАРКАСНЫЕ СТРУКТУРЫ, ОКСИД ГРАФЕНА, ПЛАНАРНЫЕ ПОЛИСОПРЯЖЕННЫЕ МОЛЕКУЛЫ, ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, УГЛЕРОДНАЯ НАНОБУМАГА Объекты исследования: Матрично-стабилизированные наночастицы металлов, их оксидов и биметаллических сплавов, получаемые in situ и ex situ в полимерных матрицах; мезопористые кремнийсодержащие наночастицы магнетита, углеродные материалы специальной структуры для использования в водородных топливных ячейках, проточных суперконденсаторах и других электрохимических приложениях; водоэмульсионные лакокрасочные материалы с добавлением оксида графена с улучшенными свойствами; пленки термочувствительных полиуретанов различного состава с кристаллизующимся мягкими блоками; экологичные макропористые матриксы на основе полимеров природного происхождения как сорбенты органических загрязнителей Цели работы: Разработка методов синтеза, проведение комплексных исследований структуры и свойств конструкционных и функциональных полимерных композиционных материалов (ПКМ), в том числе содержащих структурные элементы наномасштабных размеров, с целью получения новых фундаментальных знаний о строении синтетических полимерных наноструктур и композитов, закономерностях формирования их структуры, о теоретических и прикладных аспектах самоорганизации полимерных систем и управления их свойствами. Актуальность, научная значимость и новизна работы: Реализация целей проекта позволит разработать новые перспективные материалы для авиакосмической техники, приборостроения, микроэлектроники, медицины и других высокотехнологичных областей промышленности. Новые фундаментальные знания о влиянии пространственной структуры и строения композита, характера взаимодействия наполнителя и матричного полимера и их модификации на свойства и характеристики ПКМ позволят предложить перспективные подходы к научному прогнозированию и формированию комплекса физико-механических и функциональных свойств ПКМ на стадии их синтеза и последующей обработки, расширить область практического применения функциональных композитных материалов в целом. Результаты работы: Существенные результаты, имеющие принципиальную новизну: созданы перспективные железосодержащие композитные материалы с фотокаталитическими свойствами; разработаны полиимидные нанокомпозиты как дисперсная фаза электрореологических жидкостей с положительным электрическим откликом; биметаллические наноматериалы как антифрикционные и противоизносные присадки к жидким смазочным маслам; рН-чувствительные нанокомпозитные мезопористые системы, сорбирующие и высвобождающие ципрофлоксацин; получены новые лакокрасочные материалы с оксидом графена с улучшенными прочностными, фоточувствительными и УФ-защитными свойствами; изучена структура клинообразного мезогена, содержащего фотопереключаемую азогруппу; разработаны макромолекулярные пористые структуры на основе полимеров природного происхождения, а также ряд других результатов (более подробная информация приведена в разделе «Введение»).