Комплексные исследования дипольного упорядочения и физических свойств пьезоэлектрических полимеров изготовленных методом послойного наплавления нити

Предлагаемый проект направлен на поиск оптимального способа создания сегнетоэлектрических наноструктурированных композитных материалов на основе пленок полимера поливинилиденфторида (ПВДФ), изготовленных методом послойного наплавления нити. Уникальность предлагаемого подхода заключается в использовании аддитивных технологий (3D-печати), что позволяет получать плёнки больших размеров с низкой себестоимостью и разнообразных структурных конфигураций. В отличии от традиционных способов, таких как напыление вакуумными методами, метод Шепера, метод растяжения или литья на подложку, метод послойного наплавления нити позволяет практически свести на нет такие ограничения и недостатки, как низкая технологичность, низкая воспроизводимость свойств или малая площадь получаемых плёнок.Экспериментальные исследования и теоретическое моделирование состояния поляризации и поведения электрофизических характеристик нанокомпозитов с учетом влияния различных внешних воздействий, таких как электрические поля, оптическое излучение, тепловое и механическое воздействия, позволят выяснить механизмы формирования дипольного упорядочения полимерной матрицы, изменение степени ее кристалличности при наличии включений неорганических сегнетоэлектриков, а также изучить стабильность физических свойств, в частности, пьезоэлектрических и пироэлектрических. Планируется выполнить исследования как на макроскопическом уровне, так и в наномасштабной области с использованием методов атомной и пьезоэлектрической силовой микроскопии.На основе анализа полученных данных планируется создать модели, позволяющие описывать и предсказывать поведение сегнетоэлектрических нанокомпозитов, а также дать рекомендации по улучшению параметров этих материалов для их практического использования в микроэлектронике в качестве пиро- и пьезоэлектрических сенсоров, динамических элементах памяти, датчиках, в робототехнике и в качестве органических солнечных элементов.Такая комплексная задача направлена на переход к передовым интеллектуальным производственным технологиям и установление взаимосвязи в цепочке синтез–структура–свойства.