Instytucja nadzorująca:
Narodowe Centrum Badan i Rozwoju
Kierownik projektu:
Prof. dr hab. Stefan Jurga
Budżet:
787 420,00 PLN
Data rozpoczęcia:
IX 2014
Czas trwania:
IX 2014-XI 2017
Celem projektu jest synteza oraz charakterystyka struktur warstwowych oraz nanokompozytów typu kopolimer + nanocząstki (NPs) wykazujących przestrzenną organizację NPs. Formowanie tego typu układów oparte jest na zjawisku samoorganizacji kopolimerów blokowych oraz na odpowiedniej funkcjonalizacji NPs. Modyfikacja powierzchni NPs prowadzi do ich selektywnej kompatybilności i napędza celowane wbudowywanie tych NPs w periodyczną marycę domenową. Zgodnie z teorią separacji faz Floryego-Hugginsa, proces samoorganizacji jest konsekwencją osiągania stanu równowagowego na drodze minimalizacji energii swobodnej mieszania. Oznacza to osiągnięcie kompromisu pomiędzy przyczynkiem entropowym a możliwie najefektywniejszym ograniczeniem powierzchni odziaływań odmiennych bloków kopolimeru (minimalizacja powierzchni międzyfazowej). Dzieje się tak, ponieważ zdecydowana wiekszosć polimerów wykazuje brak kompatybilności. Dlatego podstawowymi parametrami, które wpływają na morfologię powstalych w efekcie struktur jest temperatura T oraz udział objętościowy f wybranego z bloków. Dla T przekraczającyh tak zwaną temperaturę order-disorder transition TODT wpływ entropii jest wystarczająco silny by zaburzyć periodyczność stuktury. Dla temperatur niższych natomiast zaobserwować można formowanie się szeregu odmiennych morfologii zależnych od f. W przypadku najprostrzych kopolimerów dwóblokowych są to między innymi: struktura warstwowa (lamelarna), struktura cylindryczna o uporządkowaniu heksagonalnym, struktura sferoidalna o uporządkowaniu kubicznym oraz struktura dwuciągła (żyroidalna). Ze względu na termodynamiczną naturę zjawiska, próba wykorzystania go w celu przestrzennej organizacji NPs wydaje się być w pełni usprawiedliwiona oraz obiecująca.