Получение новых фундаментальных знаний о структуре, получении и свойствах элементоорганических, гетероцепных высокомолекулярных соединений различной архитектуры. Разработка методов компьютерного моделирования строения и свойств высокомолекулярных соединений и создание конструкционных, функциональных полимерных материалов для высокотехнологичных отраслей промышленности

Разработка новой техники с опережающим потенциалом возможна лишь при создании научно-технического задела в области перспективных многофункциональных материалов и обновления технологической базы их производства. Это предполагает проведение комплекса работ в области изучения методов синтеза, получения и переработки, исследования и прогнозирования свойств полимеров, блок-сополимеров, смесей полимеров и композиционных материалов, в том числе содержащих структурные элементы наномасштабных размеров. Гетероцепные высокомолекулярные соединения, их функционализированные производные являются перспективными материалы с комплексом ценных термических, химических, механических свойств, востребованными в высокотехнологических отраслях промышленности (медицина, радиоэлектроника, авиакосмическая и специальная техника). Потенциал широкого практического применения этой группы полимерных материалов в России не реализован из-за слабого развития сырьевой базы – доступных исходных мономеров и их функциональных производных, ограниченной растворимости конечных продуктов, высоких температур переработки. Развитие этого направления в химии полимеров в значительной мере тормозится и тем, что большинство процессов синтеза гетероцепных полимеров осуществляется в среде токсичных, пожароопасных органических растворителей, подчас трудно регенерируемых. Современные реалии требуют разработки новых альтернативных подходов, относящихся к категории «зеленой химии», к процессу получения этого класса полимеров и материалов на их основе. Гибридные материалы, имеющие в своем составе связанные между собой органический и неорганический блоки, представляют собой новые полимерные системы, не являющиеся простой “суммой” составляющих их компонентов. Синергетический эффект сочетания на молекулярном или надмолекулярном уровне блоков различной природы предопределяет высокие значения прочности и теплостойкости новых типов органо-неорганических систем. Введение наноразмерных частиц в полимер, использование неорганического блока в качестве линкера, варьирование его расположения в структуре макромолекулы - это мощный инструмент управления архитектурой и свойствами гибоидных систем и возможность получения материалов с широким спектром функциональных свойств. Сверхразветвленные элементоорганические полимеры и полимеры с регулярной структурой (дендримеры) - являются наиболее наглядным примером контролируемого иерархического синтеза сложных систем. Их архитектура определяет уникальность их физико-химических свойств и области возможного применения – фотоника, катализ, мембранные технологии, наноконтейнеры хранения газов, биомедицина и т.д. Получение новых знаний об этих каскадных полимерах, поиск новых структур и способов их синтеза, создание гибридных полимеров, нанокомпозитов на их основе позволит создать материалы, отвечающие современным вызовам. Совершенствование свойств полимерных материалов невозможно без проведения компьютерных экспериментов с использованием полноатомных, мезоскопических, мультимасштабных и гибридных моделей, разработки теоретических моделей и количественных методов, позволяющих оптимальным способом охарактеризовать сложные полимерные системы. Основной целью работы является создание принципиально новых прорывных синтетических подходов к экологичному и экономически оправданному производству элементоорганических, гетероцепных высокомолекулярных соединений различной архитектуры для обеспечения международной конкурентоспособности отечественной химической фундаментальной и прикладной науки и разработки перспективных материалов с новыми свойствами. К основным задачам работы относятся: 1. Проведение фундаментальных и ориентированных исследований в области создания полифункциональных полимеров и полимерных материалов, гибридных полимеров, нанокомпозитов с получением необходимых знаний для оптимизации методов синтеза, условий получения, исследования и прогнозирования их свойств. 2. Развитие междисциплинарного подхода к разработке конкурентоспособных на международном рынке конструкционных и функциональных полимеров, полимерных покрытий и волокон, полимерных композиционных материалов, включая наноматериалы, для обеспечения технологической независимости базовых отраслей промышленности за счет создания инновационных технологий получения перспективных материалов.