Лаборатория интеллектуальных материалов

Научные результаты:

1. Цель проекта заключается в создании универсальной многомасштабной модели залечивания, которая включает в себя процессы залечивания трещин на различных масштабах и поэтому может получить широкое применения как для залечивания микротрещин и царапин, так и для и крупномасштабных повреждений. 

2. Программа проекта была составлена таким образом, чтобы наибольшая глубина продвижения и материализации главной идеи проекта достигались на примере модельной системы, а по мере понимания ключевых деталей механизма самозалечивания осуществлялся дизайн новых систем, способных «реализовать» основной механизм самозалечивания в виде комбинации эффектов памяти формы, формирования упорядоченных областей и иономерных кластеров.

3. С помощью комплекса физико-механических методов и компьютерного моделирования исследован механизм мульти-масштабного залечивания повреждений на поверхности полимерных покрытий. Продемонстрировано действие различных движущих сил в процессе самозалечивания, «сконструированы» полимерные композиции, демонстрирующие эффект самозалечивания под действием умеренного нагревания. Проведено сравнение автономного и неавтономного вариантов самозалечивания, и сравнение эффективности самозалечивания при различных стратегиях подвода энергии в систему. Изучена избирательность адгезии/когезии к месту повреждения (что отличает самовосстанавливающийся материал от простого клея). Показано, что эта задача может быть решена в том числе путём инкапсулирования активного соединения, локально снижающего температуру стеклования и плавления.

4. Найденные механизмы позволили приступить к распространению найденных подходов на полимерные системы другой химической природы, что доказывает фундаментальный характер найденных решений. Тем самым подчеркивается значение изученного подхода, заключающегося в том, что на основе найденных механизмов создания системы взаимопроникающих сеток, по крайней одна из которой является обратимой, можно реализовать целое семейство материалов с эффектом самозалечивания. Учитывая тот факт, что в качестве модели была выбрана полимерная система Surlyn - EPDM, доступная практически в неограниченных количествах, проблема реализации на практике найденных подходов и решений будет заметно упрощена.

Образование и переподготовка кадров:

• Защиты: 6 кандидатских диссертаций, 1 докторская диссертация.
• В ходе реализации проекта членами научного коллектива разработаны 2 курса лекций. Состоялись 3 стажировки аспирантов в лаборатории ведущего ученого в Университете Ахена и DWI - Институте интерактивных материалов Лейбница (Ахен, Германия).

Членами научного коллектива организованы конференции:

• XIV Андриановская конференция «Кремнийорганические соединения. Синтез, свойства, применение», 3–6 июня 2018 г.
• VII Бакеевская Всероссийская с международным участием конференция «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты» 7–12 октября 2018 г.
• Открытый конкурс‐конференция научно‐исследовательских работ по химии элементоорганических соединений и полимеров «ИНЭОС OPEN CUP» 19 - 21 ноября 2018 г.
• Открытый конкурс-конференция научно-исследовательских работ по химии элементоорганических соединений и полимеров «ИНЭОС OPEN CUP», 16–19 декабря 2019 г.
• VIII Бакеевская конференция «Макромолекулярные нанообъекты и полимерные нанокомпозиты» 21-22 декабря 2020 г.
• Открытый конкурс-конференция научно-исследовательских работ по химии элементоорганических соединений и полимеров «ИНЭОС OPEN CUP», 17-20 мая 2021.
• Школа-конференция для молодых ученых «Бесхлорная химия силиконов» (с международным участием), 01-03 декабря 2021 г.
• XV Андриановская конференция и 2-ая школа-конференция для молодых ученых «Бесхлорная химия силиконов», 31 октября – 02 ноября 2022 г.

Сотрудничество:

• Лаборатория синтеза элементоорганических полимеров, ИСПМ РАН: совместные исследования, совместные научные мероприятия.
• DWI - Институт интерактивных материалов Лейбница, Ахен, Германия: стажировки членов научного коллектива, совместные исследования.
• Лаборатория полимерных материалов Отдела нанобиоматериалов и структур Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий, НИЦ Курчатовский институт: совместные исследования.
• Лаборатория физики новых интеллектуальных полимерных материалов, Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова: совместные исследования.