-Компьютерное моделирование нано-структуры мембранных материалов: традиционные и новые подходы

Проект посвящен компьютерному моделированию нано-структуры, а также транспортных и термодинамических свойств полимеров, потенциальных материалов газоразделительных мембран. Основными объектами моделирования методом молекулярной динамики (МД) являются новые стеклообразные высокопроницаемые Si-содержащие полимеры, обладающие термодинамической селективностью транспорта, а также высокоселективные полиимиды. Эти работы будут включать построение моделей всех этих полимеров с варьируемой плотностью, определение в них свободного объема и распределения его по размерам и форме. Значения коэффициентов диффузии D будут определены методом МД. Кроме того проект будет включать разработку новой универсальной модели для расчета коэффициентов растворимости S газов в полимерах. Совместное применение двух подходов для определения D и S позволит теоретически оценивать коэффициенты проницаемости Р и селективности газоразделения. Для пяти Si-содержащих полимеров значения D и коэффициентов растворимости S будут получены, как для легких газов (O2, N2, CO2), так и для газообразных алканов С1-С4, что связано с обнаруженной для этой группы полимеров термодинамической селективности транспорта. В конце проекта планируется провести детальное сравнение изученных новых Si-содержащих полимеров с другими высокопроницаемыми стеклообразными полимерами, также обнаруживающими термодинамическую селективность. Новая универсальная регрессия будет также использована для поиска гипотетических полимеров с экстремальными транспортными свойствами (в частности, селективностью растворимости).