![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
В проекте предлагается новый универсальный подход, направленный на получение ЖК полимерных композитов. На начальном этапе работы будет разработана и оптимизирована универсальная методика получения холестерических полимерных матриц, которые будут использованы затем для введения в них различных функциональных низкомолекулярных аморфных и ЖК-соединений, ЖК смесей и фотохромных полимеров. В зависимости от типа вводимого соединения или смеси этим методом планируется получить ЖК системы пяти основных типов. Особое внимание в работе будет уделено детальному систематическому исследованию фотоиндуцированных процессов, фотофизических свойств, кинетики процессов, индуцированных световым воздействием, электрическим полем, изменением рН среды или комплексообразованием с ионами металлов. Полученные в результате проекта функциональные холестерические плёнки композитов будут представлять большой интерес для разработки перспективных материалов для фотоники, оптики, опто-электроники, записи и хранения оптической информации, а также для создания специальных покрытий для защиты ценных бумаг.
The project proposes a new universal approach of LC polymer composites creation. At the initial stage universal technique for obtaining cholesteric polymer matrix is designed and optimized to be used then for introducing into them different functional amorphous and LC low molecular mass compounds, LC mixtures and photochromic polymers. Depending on the type of compound or mixture introduced by this method it is scheduled to obtain LC systems of five basic types. Particular attention will be paid to the detailed systematic study of photoinduced processes, photophysical properties, kinetics of processes induced by exposure to light, electric field, changing the pH or by complexation with metal ions. The resulting functional cholesteric composite films will be of great interest for the development of promising materials for photonics, optics, opto-electronics, recording and optical data storage, as well as for creation of special coatings to protect the securities.
В рамках решения фундаментальной научной проблемы, связанной с созданием холестерических полимерных сеток с управляемыми оптическими свойствами, в проекте будет разработан новый универсальный подход, направленный на получение функциональных ЖК полимерных композитов. Будет разработана и оптимизирована универсальная методика получения холестерических полимерных матриц, которые будут использованы затем для введения в них различных функциональных низкомолекулярных аморфных и фотохромных полимеров, ЖК-соединений и их смесей. Полученные в результате проекта функциональные холестерические плёнки композитов будут представлять большой интерес для разработки перспективных материалов для фотоники, оптики, опто-электроники, записи и хранения оптической информации, а также для создания специальных покрытий для защиты ценных бумаг.
Коллектив участников проекта имеет большой опыт создания и исследования многофункциональных жидкокристаллических (ЖК) систем на основе низкомолекулярных и полимерных жидких кристаллов, ЖК-дендримеров, а также ЖК-композитов. В лаборатории химических превращений полимеров Химического факультета МГУ в течение продолжительного времени ведутся исследования направленные на создание новых подходов к фоторегулированию оптических свойств сополимеров гребнеобразного строения. Принципы фоторегулирования были использованы для создания полимерных материалов с настраиваемой циркулярно-поляризованной флуоресценцией и лазерной генерацией. На основе смесей с использованием мономеров и полимеров нематического типа с добавлением фотоактивных хиральных допантов было предложено несколько новых способов создания холестерических отражательных светофильтров, работающих в широком спектральном диапазоне (от 300 нм до 1200 нм). Синтезированы и изучены фотохромные краун-эфир-содержащих гребнеобразные сополимеры, способные не только изменять структуру и оптические свойства под действием света, но и при комплексообразовании с ионами металлов. Разработан новый подход к созданию холестерических сшитых систем подобного типа, которые могут быть использованы для создания сенсоров на ионы металлов. Недавно был разработан новый подход к получению стабильных полимерных ЖК систем с высоким содержанием наночастиц, таких как квантовые точки.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 2 февраля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами |
Результаты этапа: В ходе первого года выполнения проекта был разработан и оптимизирован простой метод получения пористых холестерических полимерных сеток, которые служат удобными матрицами для введения различных низкомолекулярных и полимерных соединений и смесей. С использованием синтезированных соединений приготовлен ряд холестерических полимеризующихся смесей разного состава на основе диакрилата, моноакрилатов, низкомолекулярных нематиков, хиральных допантов различного строения и фотоинициаторов, а также термоинициатора. Изучено фазовое поведение и оптические свойства (селективное отражение света) смесей, исследована их стабильность. Все полученные смеси при комнатной температуре образуют холестерическую мезофазу с селективным отражением света в видимой и ближней ИК спектральных областях. Осуществлена фото- и термо- индуцированная полимеризация полученных холестерических смесей, изучено влияние этого процесса на оптические свойства. Показано, что во всех случаях наблюдается почти 100%ная конверсия полимеризации, что было подтверждено данными ИК спектроскопии. Фотополимеризация практически всех смесей приводит к существенному уширению пика селективного отражения света и сдвигу его центра в коротковолновую область спектра. Методами сканирующей электронной (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ) была изучена наноструктура пористых полимерных сеток полученных после удаления низкомолекулярных компонентов. Показано, что полученные стеки обладают высокой пористостью с размерами пор от десятков до сотен нанометров. Выявлено влияние степени сшивки (относительного содержания диакрилата) на микроструктуру сеток. Полученные данные позволяют рассматривать полученные структуры в качестве удобных «наноконтейнеров» для заполнения их различными низкомолекулярными компонентами, включая нематические смеси. Изучена возможность введения функциональных «наполнителей» в полученные холестерические матрицы, что позволило получить первые образцы функциональных холестерических ЖК-композитов. В ходе выполнения проекта удалось ввести в полученные пористые холестерические сетки не только низкомолекулярные жидкие кристаллы, но и азобензол-содержащий ЖК-сополимер. | ||
2 | 20 марта 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами |
Результаты этапа: Исследованы фотооптические свойства холестерической фотополимеризующейся смеси, содержащей хирально-фотохромный допант Sorb, способный к E-Z фотоизомеризации под действием УФ-света. Облучение этой смеси приводит к двум параллельным процессам: изомеризации допанта Sorb и раскрутка спирали за счёт снижения его закручивающей способности, а также процесс фотополимеризации моно- и диакрилатов. Проведен анализ изменения оптических свойств плёнок этой смеси в ходе облучения. Изучено влияние длины волны используемого для фотополимеризации света и степени сшивки (соотношения моно- и диакрилатов) на оптические свойства (селективное отражение света) полимер-стабилизированных холестерических систем. Проведено исследование поверхностных свойств полученных пористых полимерных сеток, а также сравнительное изучение пористости полученных холестерических сеток методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). | ||
3 | 8 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Фото-, электро-, ион- и рН-чувствительные жидкокристаллические (ЖК) холестерические полимерные сетки с управляемой надмолекулярной структурой и оптическими свойствами |
Результаты этапа: Получен новый класс фотохромных ЖК-композитов на основе пористых холестерических полимерных сеток наполненных фотохромными ЖК-смесями и сополимерами. В случае композитов наполненных низкомолекулярными фотохромными нематическим смесями УФ облучение приводит к сдвигу пика селективного отражения в коротковолновую область и его сужению. Это связано с процессом E-Z фотоизомеризации фотохромного азобензольного соединения, введённого в состав смеси, сопровождающейся изотермическим фазовым переходом из нематической фазы в изотропную. Процесс полностью обратим и облучение видимым светом приводит к обратному сдвигу пика и его уширению. Во втором случае воздействие поляризованного видимого света вызывает процесс фотоориентации азобензольных и фенилбензоатных групп сополимера, что позволило при помощи голографической установки осуществить запись брэгговской отражательной решётки. Таким образом впервые продемонстрирована возможность получения на одной плёнке двух отражательных брэгговских решёток, одна за счёт холестерической спирали, изначально присутствующей в плёнке, другая – фотооптически записанная пучками лазера. Полученные композиты представляют собой значительный интерес с точки зрения их использования в оптике и оптоэлектронике |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".