Микрофазное расслоение в расплаве двойных...
-
Upload
deborah-baldwin -
Category
Documents
-
view
78 -
download
9
description
Transcript of Микрофазное расслоение в расплаве двойных...
![Page 1: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/1.jpg)
Микрофазное расслоение в расплаве двойных
гребнеобразных полимеров
Выполнил студент Палюлин В.В.
Научный руководитель: к.ф.-м.н. Потемкин И.И.
![Page 2: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/2.jpg)
Микрофазное расслоение
![Page 3: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/3.jpg)
Микрофазное расслоениеУпорядоченные структуры: ламеллярная
Упорядоченные структуры: цилиндрическая
![Page 4: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/4.jpg)
Микрофазное расслоениеУпорядоченные структуры: сферическая
![Page 5: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/5.jpg)
Основные подходы в изучении микрофазного расслоения:
режим слабой сегрегацииПрофиль плотности звеньев A:
![Page 6: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/6.jpg)
Основные подходы в изучении микрофазного расслоения: режим сильной сегрегации
Профиль плотности звеньев A:
![Page 7: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/7.jpg)
Теория самосогласованного поля
M.W. Matsen, M. Schick, Phys. Rev. Lett.,72, 2660 (1994)
![Page 8: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/8.jpg)
Экспериментальные данные
A.K. Khandpur, S. Foster, F.S. Bates, I.W. Hamley, A.J. Ryan, W. Bras, K. Amdal, K. Mortensen, Macromolecules, 28,8796 (1995)
![Page 9: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/9.jpg)
Микрофазное расслоениеУпорядоченные структуры: перфорированная ламеллярная
Упорядоченные структуры: гироид
![Page 10: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/10.jpg)
Создание массивов нанопроводов
Плотность хранения информации превышает 1 терабит/см2
Ultrahigh-Density Nanowire Arrays Grown in Self-Assembled Diblock Copolymer Templates, Science, 290, 2126,(2000)
![Page 11: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/11.jpg)
Создание массивов нанопроводов
![Page 12: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/12.jpg)
Литография с использованием микрофазных структур
• Создание периодических массивов “дыр” с плотностью ~ 1011 на см2
• Block-copolymer Lithography: Periodic Arrays of 1011
Holes in 1 sq. sm, Science, 276, 1401,(1997)
![Page 13: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/13.jpg)
Литография
![Page 14: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/14.jpg)
Двойной гребнеобразный полимер
+ +…
=
![Page 15: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/15.jpg)
Основные предположенияпри теоретическом анализе задачи
• Слабая сегрегация
• Одинаковые размеры звеньев
• Взаимодействие звеньев описывается параметром χАВ
![Page 16: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/16.jpg)
План решения1. Найти статистическую сумму
макромолекулы, т.е. свободную
энергию F=-TlnZ2. Разложить свободную энергию
в ряд по параметру порядка3. Определить параметры
критической точки по теории Ландау
![Page 17: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/17.jpg)
Освоение методов статистической физики
N
Полиэлекролитный гель набухает в избытке растворителя. Число мономерных звеньев субцепи геля равно N, число заряженных групп на субцепь равно m, N>>m>>1. Используя выражение Флори для упругой свободной энергии и пренебрегая взаимодействиями исключенного объема звеньев, вычислить коэффициент набухания геля α.
![Page 18: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/18.jpg)
Освоение методов статистической физики
30
2
4330
3
9
4
3
256
rT
drB
Молекулы разреженного газа обладают дипольным моментом d. Вычислить второй вириальный коэффициент электростатического взаимодействия молекул, считая их шариками радиуса r0 и, предполагая, что взаимодействия малы: d2/r0
3T<<1.
![Page 19: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/19.jpg)
Освоение методов статистической физики
aT6
Для межфазной границы смеси гомополимеров сортов A и В одинаковой длины (NA=NB=N), вычислить коэффициент поверхностного натяжения раствора в пределе сильной несовместимости мономерных звеньев (χN >> 1). Энтропийные потери на межфазной границе за счет их неоднородного распределения учесть в приближении Лифшица
![Page 20: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/20.jpg)
Изучение метода приближения случайных фаз
qqqt
qdconstZ
1
3
3
22
1exp
21
22
1
2
/1)exp(2),(,1,6
xfxfxfxgqa
NgV
Ntq
iqxq exdx )( )()()( xxx
![Page 21: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/21.jpg)
Изучение метода приближения случайных фаз
qqqqqqqqqqqq nntntttttqd
constZ 123
122313
3
222
1exp
21
22
1
2
1 /1)exp(2),(,1,6
xfxfxfxgqa
NgV
Nt q
6)),exp(1(
2 22
2
qayNy
Vyt q
6)),exp(1(
2 22
3
qayNy
Vt q
![Page 22: Микрофазное расслоение в расплаве двойных гребнеобразных полимеров](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022032708/56812a9b550346895d8e5499/html5/thumbnails/22.jpg)
Выводы
• При исследовании учебных задач было начато освоение математического аппарата метода случайных фаз, а также других методов статистической физики
• Сформулированы основные приближения, с учетом которых будет производится решение задачи