• Domaća znanost i medicina u 19. - ranom 20. stoljeću Kemija 19. stoljeća u medicini
• Što su peptidi? Vrste i tipovi peptida. Sve o peptidima i kozmetici protiv starenja s peptidima Ne stvaraju se dodatni peptidi
• Toksični učinak opasnih kemikalija na ljude
• Radioautografija Metoda autoradiografije u citologiji
• Identifikacija bakterija prema antigenskoj strukturi
• Organske tvari u otpadnim vodama Što su organski spojevi u vodi
• Vodikov indeks (pH faktor)
• Što je pH vode i zašto ga je važno znati?
• Redox potencijal Redox sustavi
• Reverzibilni redoks sustav Reverzibilni redoks sustavi

Objavljujemo transkript predavanja Alekseya Bobrovskog, višeg znanstvenog suradnika na Odsjeku za makromolekularne spojeve Kemijskog fakulteta Moskovskog državnog sveučilišta, izvanrednog profesora, doktora kemije, laureata Predsjedničke nagrade za mlade znanstvenike za 2009., održanog prosinca 2, 2010. u Politehničkom muzeju u sklopu Polit. RU".

Vidi također:

Tekst predavanja. 1. dio

Dobra večer! Htio bih malo promijeniti propise: predavanje se sastoji od dva dijela: prvo tekući kristali, zatim polimeri tekućih kristala, pa predlažem da nakon prvog dijela postavite nekoliko pitanja. Bit će lakše.

Želio bih reći da glavni zadatak koji sam sebi postavio pripremajući se za ovo predavanje nije toliko da vas napunim obiljem informacija o tekućim kristalima, o njihovoj upotrebi, već da nekako zainteresiram tekuće kristale, da dam neke početne pojmovi: što oni jesu i pokazuju koliko su lijepi i zanimljivi ne s utilitarnog gledišta (gdje se mogu koristiti), već sa stajališta znanosti i umjetnosti (koliko su lijepi sami po sebi). Plan mog izvještaja.

Prije svega, reći ću vam kada i kako je otkriveno stanje tekućeg kristala, koja je jedinstvenost tekućih kristala u usporedbi s drugim objektima, au drugom dijelu mog izvješća govorit ću o polimerima tekućeg kristala i zašto su zanimljivo i izvanredno.

Svima je dobro poznato da u većini tvari molekule tvore kristalno stanje, molekule tvore trodimenzionalnu kristalnu rešetku uređenu u tri dimenzije, a kada se zagriju na određenu temperaturu, opaža se fazni prijelaz iz trodimenzionalnog uređenog stanja u neuređeno tekuće stanje, a daljnjim zagrijavanjem - u plinovito stanje. Pokazalo se da postoje neke međufaze koje imaju agregatno stanje tekućine, ali ipak imaju neki red: ne trodimenzionalni, nego dvodimenzionalni ili neki drugi degenerirani red. Sada ću objasniti što je u pitanju.

Prvo izvješće o neobičnom stanju materije - o tekućem kristalnom stanju materije, tada, međutim, taj pojam nije postojao - dogodilo se 1888. godine. Prema nekim drugim izvorima, takvo neobično stanje tvari zabilježeno je i 1850. godine, no opće je prihvaćeno da je 1888. godine austrijski znanstvenik Friedrich Reinitzer proučavao tvar kolesteril benzoat - derivat kolesterola - i utvrdio da kada se zagrijava, do 145 °, kristalna faza (bijeli prah) prelazi u čudnu zamućenu tekućinu, a daljnjim zagrijavanjem do 179 ° opaža se prijelaz u običnu prozirnu tekućinu. Pokušao je pročistiti tu tvar, budući da nije bio siguran da ima čisti kolesteril benzoat, ali unatoč tome ova dva fazna prijelaza su reproducirana. Uzorak ove tvari poslao je svom prijatelju fizičaru Ottu von Lehmannu. Lehman se bavio proučavanjem običnih kristala, uključujući plastične kristale, koji su mekani na dodir, razlikuju se od običnih tvrdih kristala. Glavna metoda proučavanja bila je polarizirajuća optička mikroskopija - to je mikroskop u kojem svjetlost prolazi kroz polarizator, prolazi kroz tvar, a zatim kroz analizator - kroz tanki sloj tvari. Kada se postavi između polarizatora i analizatora kristala određene tvari, mogu se vidjeti teksture - karakteristične slike za različite kristalne tvari - i tako proučavati optička svojstva kristala. Dogodilo se da je Ottu von Lehmannu pomoglo shvatiti što je uzrok međustanja, zablude. Otto von Lehmann je bio ozbiljno uvjeren da sva svojstva kristalnih tvari, kristala ovise isključivo o obliku molekula, odnosno nije važno kako se nalaze u ovom kristalu, važan je oblik molekula. A u slučaju tekućih kristala pokazalo se da je bio u pravu - oblik molekula određuje sposobnost formiranja faze tekućeg kristala (uglavnom oblik molekula). Ovdje bih želio govoriti o glavnim povijesnim fazama u proučavanju tekućih kristala, po mom mišljenju najvažnijima.

Godine 1888. Reinitzer je napisao da postoje kristali čija je mekoća takva da se mogu nazvati tekućim, zatim je Lehman napisao članak o tekućim kristalima, zapravo on je skovao taj termin tekući kristali. Važna povijesna epizoda: sovjetski fizičar Frederiks je 20-30-ih godina prošlog stoljeća proučavao utjecaj različitih magnetskih i električnih polja na optička svojstva tekućih kristala i otkrio važnu stvar da se orijentacija molekula u tekućim kristalima vrlo lako mijenja pod utjecajem djelovanje vanjskih polja, a ta su polja vrlo slaba i promjene su vrlo brze. Od kraja 60-ih počinje procvat u proučavanju sustava tekućih kristala, faza tekućih kristala, a povezan je s činjenicom da su ih naučili koristiti. U početku, za sustave prikaza informacija u konvencionalnim elektroničkim digitalnim satovima, zatim u kalkulatorima, a s pojavom računalne tehnologije postalo je jasno da se tekući kristali mogu aktivno koristiti za izradu zaslona. Naravno, takav tehnološki skok potaknuo je proučavanje tekućih kristala sa stajališta fundamentalne znanosti, no želio bih primijetiti koliki je vremenski razmak između znanstvenih otkrića vezanih uz tekuće kristale. Zapravo, ljudi su se za njih zanimali iz znatiželje, nije bilo utilitarnog interesa, nitko ih nije znao koristiti, a, štoviše, tih godina (20-30-ih) teorija relativnosti bila je puno zanimljivija. Inače, Fredericks je popularizator teorije relativnosti u Sovjetskom Savezu, potom je bio potisnut i umro u logorima. Naime, prošlo je 80 godina od otkrića tekućih kristala, dok ih nisu naučili koristiti. Ovaj primjer često navodim kada govorim o specifičnostima financiranja znanosti.

Želio bih se zadržati na glavnim vrstama tekuće kristalne faze. Kako je raspoređena mezofaza, odnosno faza tekućeg kristala.

Tipično, fazu tekućeg kristala tvore molekule koje imaju oblik štapića ili diska, odnosno imaju anizometriju oblika, prije svega štapića ili diskova. Može se zamisliti dobar pokus koji je lako postaviti: ako nasumce ubacite štapiće u kutiju i protresete je, tada ćete kao rezultat tog potresanja primijetiti da sami štapići pristaju paralelno, a to je način na koji najjednostavniji nematik faza je uređena. Postoji orijentacijski poredak duž nekog smjera, a središte mase molekula je neuredno. Postoje mnogo složenije faze, npr. smektičkog tipa, kada je centar mase u ravninama, odnosno takve slojevite faze. Kolesterska faza je vrlo zanimljiva: njen lokalni poredak je isti kao kod nematičke faze, ima orijentacijski poredak, ali na udaljenosti od stotina nanometara formira se spiralna struktura s određenim smjerom uvijanja, a izgled ovog faza je zbog činjenice da su molekule kiralne, odnosno potrebno je provesti molekularnu kiralnost (kasnije ću objasniti što je to) da bi se formirao takav spiralni zavoj. Ova faza ima ista zanimljiva svojstva kao nematička faza, a također može naći neku primjenu. Faze o kojima sam govorio su najjednostavnije. Postoje takozvane plave faze.

Na njima ću se malo zadržati kada budem govorio o polimerima, to je malo vezano uz moj rad. Ovdje ove linije označavaju smjer orijentacije molekula, a glavni strukturni element takvih faza su takvi cilindri u kojima se orijentacija dugih osi molekula pametno mijenja, odnosno u središtu tog cilindra orijentacija je duž osi cilindra, a kako se udaljava prema periferiji, opaža se zaokret. Ove faze su vrlo zanimljive sa stajališta strukture, vrlo su lijepe u polarizacijskom mikroskopu, a važno je napomenuti da u slučaju tekućih kristala niske molekulske mase te faze postoje u nekim desetinkama stupnja, u najboljem slučaju. 2-3° temperaturni interval, au slučaju polimera uspio popraviti ove zanimljive strukture, a o tome ću kasnije. Malo kemije. Kako izgledaju strukture molekula tekućeg kristala?

Obično postoji aromatski fragment od 2-3 benzenska prstena, ponekad to mogu biti dva aromatska prstena povezana izravno, može postojati povezujući fragment. Bitno je da je taj ulomak izdužen, odnosno da mu je dužina veća od širine, te da je dovoljno krut i moguća je rotacija oko duge osi, ali pri toj rotaciji oblik ostaje izdužen. Ovo je vrlo važno za formiranje tekuće kristalne faze. Važna je prisutnost fleksibilnih repova u molekuli - to su različiti alkilni repovi, važna je prisutnost raznih polarnih supstituenata. Ovo je važno za aplikacije, a stvara dipolne momente i sposobnost preorijentacije u vanjskim poljima, odnosno ova se molekula sastoji od dva glavna dijela: mezogenog fragmenta s nekom vrstom supstituenta (polarnog ili nepolarnog) i fleksibilnog rep koji se može saviti. Zašto je to potrebno? Djeluje kao unutarnji plastifikator, jer ako uzmete krute molekule, one će se kristalizirati - formirat će trodimenzionalni kristal bez ikakvih mezofaza, bez tekućih kristalnih faza, a fleksibilni rep često pomaže u formiranju međufaze između kristala i obična izotropna tekućina. Druga vrsta molekula su molekule u obliku diska. Ovdje je opća struktura takvih diskova, koji također mogu tvoriti mesafaze, ali imaju potpuno drugačiju strukturu od faza koje se temelje na produljenim molekulama. Želio bih vam skrenuti pozornost na to kako su tekući kristali lijepi u polarizacijskom mikroskopu.

Polarizacijska mikroskopija je prva metoda za proučavanje tekućih kristala, odnosno već iz slike koju istraživač promatra u polarizacijskom mikroskopu ukrštenih polarizatora može se prosuditi kakva je mezofaza, kakav tip tekuće kristalne faze nastaje. Ovo je tipična slika za nematičku fazu čije molekule tvore samo orijentacijski poredak. Ovako izgleda smektična faza. Tako da možete zamisliti razmjer svega toga, to jest, puno je veći od molekularnog razmjera: širina slike je stotine mikrona, to jest, to je makroskopska slika, puno veća od valne duljine vidljive svjetlosti. . I analizirajući takve slike, može se prosuditi kakva struktura postoji. Naravno, postoje točnije metode za određivanje strukture i nekih strukturnih značajki ovih mezofaza - kao što su metode difrakcije X-zraka, razne vrste spektroskopije - to nam omogućuje da shvatimo kako i zašto su molekule pakirane na ovaj ili onaj način.

Druga vrsta slike je koncentrirana otopina kratkih fragmenata DNK (vodena otopina) – na Sveučilištu Colorado dobili su takvu sliku. Općenito govoreći, važnost i značajke formiranja tekućih kristalnih faza u biološkim objektima tema je za posebnu veliku raspravu, a ja nisam stručnjak za to, ali mogu reći da mnogi polimeri biološke prirode mogu dati tekućinu kristalna faza, ali to je obično liotropna faza tekućeg kristala, odnosno prisutnost otapala, kao što je voda, važna je kako bi nastala ova faza tekućeg kristala. Ovo su slike koje sam dobio.

Ovako izgleda kolesterična mezofaza - jedna od tipičnih slika. Želio bih pokazati kako fazni prijelazi izgledaju lijepo: kada se temperatura promijeni, možemo promatrati fazni prijelaz.

Pri promjeni temperature uočava se promjena loma, dakle mijenjaju se boje, približavamo se prijelazu - i uočava se prijelaz u izotropnu talinu, odnosno sve potamni, vidi se tamna slika u prekriženim polarizatorima.

U drugom slučaju je malo kompliciranije: u početku je vidljiva tamna slika, ali ta priroda nas vara, samo su molekule orijentirane tako da izgledaju kao izotropna talina, ali postojala je faza tekućeg kristala. . Ovdje je prijelaz u drugu fazu tekućeg kristala - nakon hlađenja, uređenije promjene orijentacije. Crvena boja je povezana sa spiralnom strukturom s određenim korakom zavojnice, a korak zavojnice se mijenja, zavojnica se uvija, pa se uočava promjena boja. Vidljive su razne disklinacije, odnosno spirala je uvijena i sada će se u nekom trenutku vidjeti kristalizacija ovog uzorka, sve će to postati plavo. To pokazujem činjenicom da je jedan od mojih osobnih motiva da se bavim npr. tekućim kristalima njihova ljepota, sa zadovoljstvom ih gledam kroz mikroskop, imam sreću to raditi svaki dan, a estetski interes je podržan po znanstvenom interesu. Sada će doći do kristalizacije, sve se odvija u realnom vremenu. Nemam ništa, to je obična posuda za sapun montirana na mikroskop, tako da je kvaliteta odgovarajuća. Ovdje rastu sferuliti ovog spoja. Ovaj spoj su za nas sintetizirali kemičari u Češkoj. (Također sami sintetiziramo LC spojeve.) Malo je potrebno reći o tome zašto su naširoko korišteni.

Svatko od nas sa sobom nosi malu količinu tekućih kristala, jer svi monitori mobitela su tekući kristali, a da ne govorim o monitorima računala, displejima, televizijskim monitorima i općenito ozbiljnoj konkurenciji plazma monitora i LED monitora - koliko ja znam (Nisam stručnjak za ovo), ne. Tekući kristali su stabilni, nije potreban veliki napon za promjenu slike - ovo je vrlo važno. Važna kombinacija uočena je u tekućim kristalima, takozvana anizotropija svojstava, odnosno nejednaka svojstva u različitim smjerovima u mediju, njihova niska viskoznost, drugim riječima, fluidnost, moguće je stvoriti neku vrstu optičkog uređaja koji bi se prebacivali, reagirali s karakterističnim vremenom preklapanja od milisekundi ili čak mikrosekundi - tada oko ne primjećuje brzinu te promjene, zbog čega je moguće postojanje LCD-a i televizijskih zaslona, ​​te vrlo velika osjetljivost na vanjska polja. Ti efekti su otkriveni i prije Fredericksza, ali ih je on istraživao, a orijentacijski prijelaz, o kojem ću sada govoriti, naziva se Frederickszov prijelaz. Kako radi jednostavan brojčanik elektroničkog sata i zašto se tekući kristali tako široko koriste?

Uređaj izgleda ovako: postoji sloj tekućeg kristala; štapići predstavljaju smjer orijentacije u molekuli tekućeg kristala, naravno nisu u mjerilu, puno su manji od ostatka dizajna, postoje dva polarizatora, prekriženi su tako da ako nema sloja tekućeg kristala, svjetlost ne bi prolazila kroz njih. Postoje staklene podloge na koje je nanesen tanak vodljivi sloj kako bi se moglo nanijeti električno polje; postoji i tako lukav sloj koji orijentira molekule tekućeg kristala na određeni način, a orijentacija je postavljena na način da su na gornjoj podlozi molekule orijentirane u jednom smjeru, a na drugoj podlozi - u okomitom , odnosno organizira se twist orijentacija molekula tekućeg kristala, pa se svjetlost kada padne na polarizator polarizira – ulazi u medij tekućeg kristala, a ravnina njene polarizacije rotira prateći orijentaciju tekućeg kristala. molekula – to su svojstva molekula tekućeg kristala. I, sukladno tome, zbog činjenice da se rotira u ravnoj polarizaciji za 90 °, svjetlost u takvoj geometriji prolazi tiho, a ako se primijeni električno polje, molekule se poredaju duž električnog polja, pa se polarizirana svjetlost ne mijenja svoju polarizaciju i ne može proći kroz drugi polarizator. To rezultira tamnom slikom. U stvarnosti se koristi ogledalo na ručnom satu i mogu se napraviti segmenti koji vam omogućuju vizualizaciju neke vrste slike. Ovo je najjednostavniji sklop, naravno, monitori s tekućim kristalima su mnogo složenije strukture, višeslojni, slojevi su obično vrlo tanki - od desetaka nanometara do mikrona - ali princip je u osnovi isti, a ovaj prijelaz, kada je orijentacija promjene molekula duž električnog ili magnetskog polja (monitori koriste električno polje jer je jednostavnije), naziva se Freederickszov prijelaz (efekt) i aktivno se koristi u svim takvim uređajima. Prvi prototip je nematički zaslon u brojčaniku.

A ovo je slika koja ilustrira koliko je malo električno polje potrebno za preusmjeravanje molekule tekućeg kristala. Zapravo, ovo je galvanska ćelija koja se sastoji od dva krumpira kao elektrolita, odnosno za takvo preusmjeravanje potreban je vrlo mali napon u području od 1 V, zbog čega su ove tvari dobile tako široku upotrebu. Druga primjena, a govorimo o kolesterskim tekućim kristalima, o kojima ću detaljnije govoriti, je zbog činjenice da su sposobni mijenjati boju ovisno o temperaturi.

To je zbog različitog koraka spirale, a moguće je vizualizirati, na primjer, raspodjelu temperature. Završio sam s tekućim kristalima niske molekularne težine i spreman sam saslušati vaša pitanja o njima prije nego prijeđem na polimerne tekuće kristale.

Rasprava na predavanju. 1. dio

Tatjana Suhanova, Institut za bioorgansku kemiju: Odgovorite na pitanje amatera: u kojem rasponu se mijenja boja tekućih kristala i kako to ovisi o njihovoj strukturi?

Aleksej Bobrovski: Govorimo o kolesterskim tekućim kristalima. Ovdje se boja mijenja ovisno o koraku holesterične spirale. Postoje kolesterici koji selektivno reflektiraju svjetlost u UV području, odnosno nevidljivom području, a postoje kolesterici koji zbog te periodičnosti selektivno reflektiraju svjetlost u infracrvenom području, odnosno radi se o mikronima, desecima mikrona iu u slučaju slika u boji, koje sam pokazao u polarizacijskoj optičkoj mikroskopiji, tamo je teže, a boja je zbog činjenice da polarizirana svjetlost, ravnina polarizacije u tekućem kristalu rotira drugačije, a to ovisi o valnoj duljini. Postoji složen raspon boja, a cijeli vidljivi raspon je zatvoren, to jest, možete smisliti da dobijete različite boje.

Boris Dolgin: Možete li mi reći nešto više o životu?

Aleksej Bobrovski: O životu? Riječ je o ulozi tekućih kristala u biologiji?

Boris Dolgin: Da.

Aleksej Bobrovski: Nažalost, ovo uopće nije moja tema. Link na knjigu dat ću na kraju. Prije svega, kada se govori o povezanosti tekućih kristala u biologiji, govori se o tome kako se oni mogu koristiti u medicini - postoji puno različitih opcija. U lipidnim staničnim membranama, tekuće-kristalno stanje se odvija na razumnim biološkim temperaturama.

Boris Dolgin: I ovo nije u potpunosti artefakt, ovo je dodatna studija.

Aleksej Bobrovski: Da. Čini mi se da uloga stanja tekućeg kristala još uvijek nije poznata, a ponekad postoje dokazi da DNK u stanici može postojati u stanju tekućeg kristala, ali to je tema za buduća istraživanja. Ovo nije moje polje studija. Više me zanimaju sintetski polimeri s tekućim kristalima, o kojima ću nastaviti govoriti.

Boris Dolgin: Jesu li LC polimeri potpuno umjetni?

Aleksej Bobrovski: Da, uglavnom je sve umjetno. Obojenost, na primjer, nekih kornjaša i leptira je zbog takvih prirodnih ne tekućih kristala, već zamrznutog tekućeg kristalnog stanja zbog hitinskih bioloških polimera. Tako je evolucija bila raspoređena, da bojanje nije zbog pigmenata, već zbog lukave strukture polimera.

Mihail Potanjin O: Imam pitanje o magnetskoj osjetljivosti tekućih kristala. Koliko su osjetljivi na Zemljina magnetska polja? Znaju li napraviti kompase?

Aleksej Bobrovski: Ne, ne možete. Nažalost, dogodilo se. Što određuje osjetljivost tekućih kristala? Postoji koncept dijamagnetske susceptibilnosti i permitivnosti, au slučaju električnog polja sve je mnogo prikladnije i bolje, odnosno dovoljno je stvarno primijeniti 1 V na takvu ćeliju tekućeg kristala - i sve će se preusmjeriti , a u slučaju magnetskog polja, riječ je o teslama - takve su jakosti polja neusporedivo veće od jakosti magnetskog polja Zemlje,

Lev Moskovkin: Možda imam potpuno amatersko pitanje. Predavanje je apsolutno šarmantno, estetsko zadovoljstvo je veliko, ali je sama prezentacija manja. Slike koje ste pokazali nalikuju jezgri - one su također estetski aktivne - i reakciji Jabotinskog, iako vaše slike nisu ciklične. Hvala vam.

Aleksej Bobrovski O: Nisam spreman odgovoriti na ovo pitanje. To treba pogledati u literaturi. U polimerima i tekućim kristalima postoji teorija "ljuštenja" (scaling), odnosno samosličnosti. Teško mi je odgovoriti na ovo pitanje, nisam kompetentan za ovu temu.

Natalia: Sada dodjeljuju Nobelove nagrade ruskim znanstvenicima. Po vašem mišljenju, Fredericks bi, da je preživio, mogao dobiti ovu nagradu? Je li uopće netko od znanstvenika koji su se bavili ovom temom dobio Nobelovu nagradu?

Aleksej Bobrovski O: Mislim, naravno, da bi Fredericks bio prvi kandidat. Umro je u logoru tijekom rata. Da je živio do 1968.-1970., tada bi bio prvi kandidat za Nobelovu nagradu - to je sasvim očito. Još uvijek veliki fizičar, ali nije nagrađen (govorimo o našim znanstvenicima), - Tsvetkov - osnivač škole fizičara u Sankt Peterburgu, nažalost, raspala se u jednom ili drugom stupnju. Pitanje tko je dobio Nobelovu nagradu za tekuće kristale nije posebno razmatrano niti proučavano, ali, po mom mišljenju, samo je Paul de Gennes dobio Nobelovu nagradu za polimere i tekuće kristale.

Boris Dolgin: Je li moda proučavanja tekućih kristala zauvijek nestala?

Aleksej Bobrovski: Da, naravno, nema hypea, jer je s najjednostavnijom mezofazom (nematička faza tekućeg kristala) već dosta toga jasno, a jasno je da je najoptimalnija za korištenje. Još uvijek postoji interes za složenije faze, jer se mogu dobiti neke prednosti u odnosu na dobro proučene, ali broj publikacija o stanju tekućeg kristala opada.

Boris Dolgin: Odnosno, ne vidite nikakve kvalitativne skokove u razumijevanju, nikakve zone gdje bi postojala globalna misterija.

Aleksej Bobrovski: Mislim da je bolje ne prognozirati, jer svašta se može dogoditi. Znanost se ne razvija uvijek dosljedno. Ponekad ima čudnih skokova, pa se ne upuštam u bilo kakva predviđanja.

Konstantin Ivanovič:Želio bih znati koliko su sigurni za ljudski život.

Aleksej Bobrovski O: Ljudi koji proizvode LCD-e testirani su na sigurnost. Ako popijete litru tekućeg kristala, onda će vjerojatno postati loše, ali pošto se koriste miligrami, onda nema ozbiljne opasnosti. Mnogo je sigurnije od razbijenog toplomjera iz kojeg curi živa. Potpuno je neusporediv po šteti. Sada postoje studije o korištenju tekućih kristala. Čuo sam jedno izvješće u kojem se ovo pitanje shvaća ozbiljno, da već postoji mnogo otpada i kako se to može povratiti, ali problemi s okolišem su minimalni. Oni su sigurni.

Boris Dolgin: Na kraju je bila jedna vrlo zanimljiva stvar. Ako zamislite rabljeni LCD monitor i tako dalje. Što će dalje biti s njim, što će se dogoditi? Kako se to zbrinjava - ili se ne zbrinjava, ili se nekako razgrađuje, ili ostaje?

Aleksej Bobrovski: Mislim da su molekule tekućeg kristala prve koje će se razgraditi pod djelovanjem vanjskih utjecaja.

Boris Dolgin: Odnosno, nema tu neke posebne specifičnosti?

Aleksej Bobrovski: Naravno da ne. Mislim da su tu problemi s recikliranjem plastike i polimera mnogo kompliciraniji.

Oleg: Recite mi, molim vas, što određuje raspon temperature tekućih kristalnih faza? Kao što znate, svi moderni zasloni rade u vrlo širokom temperaturnom rasponu. Kako ste to uspjeli postići i koja svojstva i struktura tvari ih određuju?

Aleksej Bobrovski: Sjajno pitanje. Uistinu, obični spojevi, većina organskih spojeva koji se sintetiziraju pojedinačno, imaju temperature kao što sam pokazao, kolesteril benzoat se tali na 140°, a zatim izotropna razgradnja na 170°. Postoje pojedinačne tvari koje imaju nisko talište, blizu sobne temperature, i pretvaraju se u običnu izotropnu tekućinu u području od 50°, ali da bi se ostvario tako širok temperaturni raspon, sve do temperatura ispod ništice, smjese su morale biti napravljen. Konvencionalni mješoviti sastavi različitih tvari, kada se pomiješaju, njihova se točka taljenja znatno smanjuje. Takav trik. Obično su to homologni nizovi, ono što se koristi u prikazima je derivat bifenila, gdje nema X i nitrilni supstituent, a repovi različitih duljina se uzimaju kao alkilni repovi, a mješavina 5-7 komponenti omogućuje snižavanje talište ispod 0 °, ostavljajući temperaturu prosvjetljenja, odnosno prijelaz tekućeg kristala u izotropnu fazu, iznad 60 °, - to je takav trik.

Tekst predavanja. 2. dio

Prije svega, želio bih reći što su polimeri.

Polimeri su spojevi koji se dobivaju višekratnim ponavljanjem, odnosno kemijskim povezivanjem istovjetnih jedinica - u najjednostavnijem slučaju istovjetnih, kao kod polietilena, to su CH 2 jedinice međusobno povezane u jedan lanac. Naravno, postoje i složenije molekule, sve do molekula DNA, čija se struktura ne ponavlja, organizirana je na vrlo složen način.

Glavne vrste topologije polimera: najjednostavnije molekule su linearne lančane molekule, postoje razgranati polimeri u obliku češlja. Češljasti polimeri odigrali su važnu ulogu u proizvodnji polimera tekućih kristala. Zvjezdasti, povezani prstenovi polikatenana najrazličitijih su molekularnih oblika. Kada se sve više i više proučavalo stanje tekućeg kristala, kada su se proučavali tekući kristali, pojavila se ideja: je li moguće kombinirati jedinstvena optička svojstva tekućih kristala s dobrim mehaničkim svojstvima polimera - sposobnošću stvaranja prevlaka, filmovi, neki proizvodi? I ono što je palo na pamet 1974. (tamo je bila prva publikacija) - kasnih 60-ih - ranih 70-ih počeli su nuditi različite pristupe proizvodnji polimera s tekućim kristalima.

Jedan od pristupa je vezivanje štapićastih, štapićastih molekula u linearnu makromolekulu, no pokazalo se da takvi polimeri ne tvore tekuću kristalnu fazu, već su obična krhka stakla koja se zagrijavanjem počinju raspadati i ne dati ništa. Zatim, paralelno, u dva laboratorija (o tome ću detaljnije govoriti kasnije), predložen je pristup za pričvršćivanje takvih štapićastih molekula na glavni polimerni lanac kroz fleksibilne razmaknice - ili odvajanje, na ruskom. I onda se pokaže sljedeće: postoji mala autonomija između glavnog polimernog lanca, on ide uglavnom samostalno, i ponašanje štapićastih molekula, odnosno glavni polimerni lanac ne ometa stvaranje tekućeg kristala. faza štapićastim ulomcima.

Taj se pristup pokazao vrlo plodonosnim, a paralelno u dva laboratorija - u laboratoriju Nikolaja Alfredoviča Platea u Sovjetskom Savezu i u laboratoriju u Ringsdorfu - takav je pristup neovisno predložen, a ja sam sretan što sada radim u laboratoriju Valerija Petroviča Šibajeva na Kemijskom fakultetu Moskovskog državnog sveučilišta, odnosno radim u laboratoriju u kojem je sve to izumljeno. Naravno, bilo je sporova oko prioriteta, ali nema veze.

Glavne vrste polimera s tekućim kristalima. Neću govoriti o takvim grupama glavnog lanca ili okosnice (to je jedna vrsta polimera), govorit ću uglavnom o polimerima tekućih kristala u obliku češlja, u kojima su štapićasti fragmenti povezani s glavnim lancem kroz fleksibilno alifatsko odvajanje .

Važna prednost pristupa stvaranju polimera tekućih kristala u smislu sinteze i kombinacije različitih svojstava je mogućnost dobivanja homopolimera. Odnosno, uzima se monomer koji je sposoban formirati lančanu molekulu, na primjer, zbog dvostruke veze prikazane ovdje shematski, i možete dobiti homopolimer, odnosno polimer čije se molekule sastoje od istih fragmenata u obliku štapa. , ili možete napraviti kopolimere kombiniranjem dva različita fragmenta, - oba mogu tvoriti mezofazu, ili se nemezogeni fragmenti mogu kombinirati s mezogenim fragmentima, i ispada da imamo sposobnost kemijski prisiliti heterogene komponente da budu u jednom polimerni sustav. Drugim riječima, kada bi pokušali pomiješati takav monomer s takvim monomerom bez kemijskog vezivanja, dali bi dvije odvojene faze, a kemijskim vezanjem ih tjeramo da budu u jednom sustavu, a onda ću pokazati koliko je to dobro je.

Važna prednost i razlika između polimernih tekućih kristala i niskomolekularnih tekućih kristala je mogućnost stvaranja staklastog stanja. Ako pogledate temperaturnu ljestvicu, imamo izotropnu fazu na visokim temperaturama, kada temperatura padne, formira se tekuća kristalna faza (pod tim uvjetima, polimer izgleda kao vrlo viskozna tekućina), a kada se ohladi, prijelaz u opaža se staklasto stanje. Ova temperatura je obično blizu sobne temperature ili malo iznad sobne temperature, ali to ovisi o kemijskoj strukturi. Dakle, za razliku od niskomolekularnih spojeva, koji su ili tekući ili prelaze u kristalno stanje, struktura se mijenja. U slučaju polimera, ta je struktura zamrznuta u staklastom stanju koje može postojati desetljećima, a to je važno sa stajališta primjene, recimo za snimanje pohrane informacija, možemo promijeniti strukturu i orijentaciju molekulu, fragmente molekule i zamrznite ih na sobnoj temperaturi. To je bitna razlika i prednost polimera u odnosu na spojeve niske molekulske mase. Za što su još dobri polimeri?

Ovaj video prikazuje elastomer od tekućeg kristala, odnosno na dojam je poput elastične trake koja se skuplja kada se zagrijava i širi kada se hladi. Ovaj rad je preuzet s Interneta. Ovo nije moj rad, ovdje je ubrzana slika, to jest, u stvarnosti, nažalost, ovaj se prijelaz promatra nekoliko desetaka minuta. Zašto se ovo događa? Što je tekući kristalni elastomer, koji ima dovoljno nisku temperaturu staklastog prijelaza, odnosno u elastičnom je stanju na sobnoj temperaturi, ali su makromolekule umrežene, a ako sintetiziramo film u fazi tekućeg kristala, tada polimerni lanac neznatno ponavlja orijentaciju mezogenih skupina, a ako ga zagrijavamo, tada mezogene skupine prelaze u poremećeno stanje i, sukladno tome, prenose glavne polimerne lance u poremećeno stanje, a anizometrija makromolekularnih zavojnica se mijenja. To dovodi do činjenice da se tijekom zagrijavanja, tijekom prijelaza iz mezofaze u izotropnu fazu, uočava promjena geometrijskih dimenzija uzorka zbog promjene oblika polimernih zavojnica. U slučaju niskomolekularnih tekućih kristala to se ne može uočiti. Dvije grupe u Njemačkoj, Finkelmann, Zentel i druge grupe radile su mnogo toga. Isto se može primijetiti pod utjecajem svjetla.

Postoji mnogo radova o fotokromnim polimerima koji sadrže azobenzenski fragment - dva benzenska prstena povezana NN-dvostrukom vezom. Što se događa kada se takvi molekularni fragmenti izlože svjetlu? Primjećuje se takozvana trans-cis izomerizacija, a štapićasti fragment, kada se obasja svjetlom, prelazi u koso zakrivljeni cis-oblik, zakrivljeni fragment. To također dovodi do činjenice da red u sustavu značajno opada, a kao što smo ranije vidjeli tijekom zagrijavanja, također tijekom zračenja dolazi do smanjenja geometrijskih dimenzija, promjene oblika filma, u ovom slučaju smo primijetili smanjenje .

Tijekom zračenja mogu se ostvariti različite vrste deformacija savijanja, tj. takvo savijanje filma može se ostvariti pri zračenju UV svjetlom. Kada se izloži vidljivom svjetlu, opaža se reverzna cis-trans izomerizacija i ovaj se film širi. Moguće su sve vrste opcija - to može ovisiti o polarizaciji upadne svjetlosti. Govorim o tome jer je to sada prilično popularno područje istraživanja polimera s tekućim kristalima. Oni čak uspijevaju izraditi i neke uređaje temeljene na tome, ali za sada su, nažalost, prijelazna vremena prilično duga, odnosno brzina je mala, pa je stoga nemoguće govoriti o nekoj konkretnoj upotrebi, ali, ipak, ovo su takvi umjetno stvoreni mišići, koji djeluju, rade kada se mijenja temperatura ili kada su izloženi svjetlu različitih valnih duljina. Sada bih želio govoriti malo o svom radu izravno.

Što je svrha mog rada, naš laboratorij. Već sam govorio o prednostima kopolimerizacije, o mogućnosti kombiniranja potpuno različitih fragmenata u jednom polimernom materijalu, a glavna zadaća, glavni pristup stvaranju tako različitih multifunkcionalnih polimera tekućih kristala je kopolimerizacija niza funkcionalnih monomera koji mogu biti mezogeni, odnosno odgovorni za stvaranje faza tekućeg kristala, kiralni (o kiralnosti ću kasnije), fotokromni, odnosno sposobni su se mijenjati pod utjecajem svjetlosti, elektroaktivni, koji nose veliki dipol momentu i mogu se preorijentirati pod djelovanjem polja, razne vrste funkcionalnih skupina koje mogu, na primjer, djelovati s metalnim ionima, a moguće su i varijacije materijala. I ovo je ovdje takva hipotetska makromolekula u obliku češlja, ali u stvarnosti dobivamo dvostruke ili ternarne kopolimere koji sadrže različite kombinacije fragmenata, i, sukladno tome, možemo mijenjati optička i druga svojstva tih materijala različitim utjecajima, na primjer, svjetlost i električno polje. Jedan takav primjer je kombinacija kiralnosti i fotokromizma.

Već sam govorio o kolesteričnoj mezofazi - činjenica je da se formira spiralna molekularna struktura s određenim korakom spirale, a takvi sustavi zbog takve periodičnosti imaju selektivnu refleksiju svjetlosti. Ovo je shematski crtež dijela filma: određeni korak spirale, a činjenica je da je selektivna refleksija linearno povezana s korakom spirale - proporcionalno koraku spirale, odnosno promjenom koraka spirale na ovaj ili onaj način, možemo promijeniti boju filma, valnu duljinu selektivne refleksije. Što uzrokuje takvu strukturu s određenim stupnjem uvijanja? Da bi nastala takva struktura, potrebno je uvesti kiralne fragmente u nematsku fazu.

Molekularna kiralnost je svojstvo molekula da budu nekompatibilne sa svojom zrcalnom slikom. Najjednostavniji kiralni fragment koji imamo pred sobom su naša dva dlana. Oni su otprilike zrcalna slika jedan drugoga i nisu usporedivi ni na koji način. Molekularna kiralnost uvodi u nematički sustav sposobnost uvijanja, formiranja spirale. Mora se reći da još uvijek ne postoji razumljiva, dobro objašnjena teorija o uvijanju spirale, ali se ipak promatra.

Postoji važan parametar, neću se zadržavati na njemu, - to je sila uvijanja, a pokazalo se da sila uvijanja - sposobnost kiralnih fragmenata da formiraju spiralnu strukturu - jako ovisi o geometriji kiralnih fragmenata.

Dobili smo kiralno-fotokromne kopolimere koji sadrže mezogeni fragment (prikazan plavom šipkom) - odgovoran je za stvaranje tekuće-kristalne faze nematičkog tipa. Dobiveni su kopolimeri s kiralno-fotokromnim fragmentima koji s jedne strane sadrže kiralnu molekulu (skupinu), a s druge strane fragment koji je sposoban fotoizomerizirati, odnosno mijenjati geometriju pod djelovanjem svjetlosti, a zračenjem takvih molekula induciramo trans -cis-izomerizaciju, mijenjamo strukturu kiralnog fotokromnog fragmenta i - kao rezultat toga - njegovu sposobnost da inducira učinkovitost induciranja kolesterične spirale, tj. može, na primjer, odmotati kolesteričku spiralu pod djelovanjem svjetlosti, možemo to učiniti reverzibilno ili ireverzibilno. Kako izgleda eksperiment, što možemo implementirati?

Imamo presjek kolesterskog filma kolesterskog polimera. Možemo ga ozračiti pomoću maske i lokalno inducirati izomerizaciju, tijekom izomerizacije mijenja se struktura kiralnih fragmenata, smanjuje se njihova sposobnost uvijanja i lokalno se opaža odmotavanje spirale, a budući da se opaža odmotavanje spirale, možemo promijeniti valnu duljinu selektivne refleksije boje , odnosno filmove u boji.

Uzorci koji su dobiveni u našem laboratoriju su uzorci polimera zračeni kroz masku. Na takve trake možemo snimati razne vrste slika. Ovo bi moglo biti od primijenjenog interesa, ali želio bih napomenuti da je glavni naglasak u našem radu proučavanje utjecaja strukture takvih sustava na molekularni dizajn, na sintezu takvih polimera i na svojstva takvih sustava. . Osim toga, naučili smo ne samo kontrolirati svjetlost, valnu duljinu selektivne refleksije, već i kontrolirati elektricitet. Na primjer, možemo snimiti neku vrstu slike u boji, a zatim je, primjenom električnog polja, nekako promijeniti. Zbog svestranosti takvih materijala. Takvi prijelazi - odmotavanje-vrtenje spirale - mogu biti reverzibilni.

Ovisi o specifičnoj kemijskoj strukturi. Na primjer, možemo uzrokovati da valna duljina selektivne refleksije (zapravo, boja) ovisi o broju ciklusa piši-briši, to jest, kada smo izloženi ultraljubičastom svjetlu, odmotavamo spiralu, a film se mijenja iz zelene u crvenu. , a zatim ga možemo zagrijati na temperaturu od 60 ° i inducirati obrnutu vrtnju. Na taj način mogu se ostvariti mnogi ciklusi. Zaključno, želio bih se malo vratiti na estetski aspekt tekućih kristala i polimera tekućih kristala.

Pokazao sam i malo pričao o plavoj fazi - kompleksna, vrlo zanimljiva struktura, još se proučavaju, tu se uvode nanočestice i gledaju što se tu mijenja, a u tekućim kristalima male molekularne težine ta faza postoji u nekim frakcijama stupnjeva (2 ° -3 °, ali ne više), vrlo su nestabilni. Dovoljno je samo malo gurnuti uzorak - i ova prekrasna tekstura, čiji je primjer prikazan ovdje, biva uništena, au polimerima 1994.-1995., dugotrajnim zagrijavanjem filmova, pečenjem na određenim temperaturama, uspio sam vidjeti tako lijepe teksture holesteričnih plavih faza, i uspio sam bez trikova (bez korištenja tekućeg dušika) samo ohladiti te filmove i promatrati te teksture. Nedavno sam pronašao ove uzorke. Već je prošlo 15 godina - a te su teksture ostale apsolutno nepromijenjene, odnosno lukava struktura plavih faza, poput nekih drevnih insekata u jantaru, ostala je fiksna više od 10 godina.

To je, naravno, zgodno sa stajališta istraživanja. Možemo ga staviti u mikroskop atomske sile, proučavati dijelove takvih filmova - zgodno je i lijepo. To je sve za mene. Osvrnuo bih se na literaturu.

Prvu knjigu Anatolija Stepanoviča Sonina, pročitao sam je prije više od 20 godina, 1980. godine, objavila je izdavačka kuća Centaur and Nature, tada sam se, još kao školarac, zainteresirao za tekuće kristale, i dogodilo se da je Anatolij Stepanovič Sonin je bio recenzent moje teze. Modernija publikacija je članak mog znanstvenog savjetnika Valerija Petroviča Šibajeva "Tekući kristali u kemiji života". Postoji ogromna količina literature na engleskom jeziku; Ako postoji interes i želja, možete puno toga pronaći sami. Na primjer, Dirkingova knjiga Liquid Crystal Textures. Nedavno sam pronašao knjigu koja se fokusira na primjenu tekućih kristala u biomedicini, pa ako nekoga zanima ovaj aspekt, onda je preporučujem. Postoji e-mail za komunikaciju, uvijek ću rado odgovoriti na vaša pitanja i možda poslati neke članke ako postoji takav interes. Hvala vam na pažnji.

Rasprava na predavanju. 2. dio

Aleksej Bobrovski: Trebalo je pokazati neku specifičnu kemiju. Ovo je moj propust. Ne, ovo je višefazna organska sinteza. Uzimaju se neke jednostavne tvari, u bocama to sliči kemijskoj kuhinji, molekule se u takvim reakcijama spajaju u složenije tvari, oslobađaju se u gotovo svakoj fazi, nekako se analiziraju, slaganje strukture koju želimo dobiti se uspostavlja s onim spektralnim podacima koje nam daju instrumenti, tako da možemo biti sigurni da je to tvar koja nam je potrebna. Ovo je prilično složena sekvencijalna sinteza. Naravno, dobivanje polimera s tekućim kristalima još je više radno intenzivna sinteza. Čini se da se narančasti prahovi prave od raznih bijelih prahova. Polimer tekućeg kristala izgleda kao elastična traka ili je čvrsta sinterirana tvar, ali ako ga zagrijete, napravite tanki film (kada se zagrije, to je moguće), tada ova neshvatljiva tvar daje prekrasne slike u mikroskopu.

Boris Dolgin: Imam pitanje, možda iz neke druge sfere, zapravo, možda prvo Lav, pa onda ja, da ne skrećem sa stvarnog dijela.

Lev Moskovkin: Jako ste me fascinirali današnjim predavanjem, za mene je ovo otkriće nečeg novog. Pitanja su jednostavna: kolika je snaga mišića? Za što radi? A iz neznanja, što je tekstura, po čemu se razlikuje od strukture? Nakon Vašeg predavanja, čini mi se da sve što je uređeno u životu, sve zahvaljujući tekućim kristalima, postoji i mnogo toga regulirano svjetlom i slabim impulsom. Hvala vam puno.

Aleksej Bobrovski O: Naravno, ne može se reći da je sve regulirano tekućim kristalima, naravno da nije. Postoje različiti oblici samoorganizacije materije, a stanje tekućeg kristala samo je jedan od takvih oblika samoorganizacije. Koliko su jaki polimerni mišići? Ne znam kvantitativne karakteristike, u usporedbi s postojećim uređajima na bazi željeza, grubo rečeno, naravno, nisu tako jaki, ali želim reći da moderni pancirni prsluci, na primjer, sadrže materijal Kivlar - vlakno koje ima strukturu tekućeg kristala glavnog lanca, polimer s mezogenim skupinama u glavnom lancu. Tijekom proizvodnje ovog vlakna, makromolekule se izvlače duž smjera izvlačenja i osigurava se vrlo visoka čvrstoća, što omogućuje izradu jakih vlakana za prsluke, pokretače ili mišiće u razvoju, ali vrlo slabe sile mogu biti postignut tamo. Razlika između teksture i strukture. Tekstura je pojam koji koriste ljudi koji se bave tepisima, dizajnom stvari, nekim vizualnim stvarima, umjetničkim dizajnom, odnosno prije svega to je izgled. Srećom, tekstura tekućih kristala, odnosno karakteristična slika, puno pomaže u određivanju strukture tekućeg kristala, ali to su zapravo različiti pojmovi.

Oleg Gromov, : Rekli ste da postoje polimerne tekuće kristalne strukture koje imaju fotokromatski učinak te električnu i magnetsku osjetljivost. Pitanje je. U mineralogiji je također poznato da je Chukhrov opisao tekuće-kristalne formacije anorganskog sastava 50-ih godina prošlog stoljeća, a poznato je da postoje anorganski polimeri, odnosno postavlja se pitanje postoje li anorganski tekuće-kristalni polimeri i ako postoje, postoje li moguće za njih da obavljaju te funkcije, i kako se one provode u ovom slučaju?

Aleksej Bobrovski: Odgovor je radije ne nego da. Organska kemija, svojstvo ugljika da tvori mnoštvo različitih spojeva, omogućilo je izvođenje kolosalnog dizajna raznih vrsta niskomolekularnih tekućih kristala, polimernih spojeva i, općenito, stoga možemo govoriti o nekoj vrsti različitosti. To su stotine tisuća tvari polimera niske molekularne težine, koje mogu dati tekuću kristalnu fazu. Kod anorganskih polimera, ne znam, jedino što mi pada na pamet su neke suspenzije vanadijevog oksida, koje također izgledaju kao polimeri, a njihova struktura obično nije točno utvrđena, a to je u fazi istraživanja. Ispostavilo se da je malo udaljeno od glavnog znanstvenog "mainstreama", kada svi rade na dizajnu običnih organskih tekućih kristala, i stvarno može doći do formiranja liotropnih faza tekućeg kristala, kada faza nije inducirana promjenom temperaturom, ali prvenstveno prisutnošću otapala, odnosno to su obično nanokristali nužno izduženog oblika, koji zbog otapala mogu formirati orijentacijski poredak. Posebno pripremljeni vanadijev oksid to daje. Druge primjere, možda, ne znam. Znam da ima nekoliko takvih primjera, ali reći da se radi o polimeru nije sasvim točno.

Oleg Gromov, Institut za biokemiju i analitičku kemiju Ruske akademije znanosti: A kako onda razmotriti formacije tekućih kristala koje su otkrili Chukhrov i drugi 50-ih?

Aleksej Bobrovski: Ne znam, nažalost, ovo područje mi je daleko. Koliko ja znam, čini mi se da je nemoguće sa sigurnošću govoriti o tekućem kristalnom stanju, jer riječ "tekućina", da budemo iskreni, nije primjenjiva na polimere koji su u staklastom stanju. Netočno je reći da se radi o fazi tekućeg kristala, ispravno je reći "zamrznuta faza tekućeg kristala". Vjerojatno, sličnost, degenerirani poredak, kada nema trodimenzionalnog reda, ali postoji dvodimenzionalni red - to je vjerojatno opća pojava, i ako tražite, možete naći puno toga gdje to pronaći. Ako mi pošaljete linkove na takve radove na moj e-mail, bit ću vam jako zahvalan.

Boris Dolgin: Jako je dobro kada netko uspije postati još jedna platforma na kojoj znanstvenici različitih specijalnosti mogu biti u kontaktu.

Aleksej Bobrovski: Sjajno je

Glas iz dvorane: Još jedno amatersko pitanje. Rekli ste da fotokromatski polimeri s tekućim kristalima relativno sporo reagiraju na promjenu okoline. Kolika je njihova približna brzina?

Aleksej Bobrovski: Govorimo o odgovoru u roku od nekoliko minuta. U slučaju izlaganja jakom svjetlu vrlo tankih filmova, ljudi postižu drugi odgovor, ali za sada je to sve sporo. Postoji takav problem. Postoje efekti koji su povezani s nečim drugim (nisam govorio o ovome): imamo polimerni film, au njemu su fotokromatski fragmenti, i možemo djelovati polariziranim svjetlom dovoljnog intenziteta, a to svjetlo može izazvati rotacijsku difuziju , odnosno rotacija tih molekula okomito na ravninu polarizacije - postoji takav učinak, davno je otkriven u početku, sada se također istražuje, a i ja to radim. S dovoljno visokim intenzitetom svjetla, efekti se mogu primijetiti unutar milisekundi, ali obično to nije povezano s promjenom geometrije filma, već se unutra, prije svega, mijenjaju optička svojstva.

Aleksej Bobrovski: Bilo je pokušaja da se napravi materijal za snimanje informacija, i bilo je takvih pomaka, ali, koliko ja znam, takvi materijali ne mogu konkurirati postojećem magnetskom zapisu, drugim anorganskim materijalima, pa je interes nekako zamro u tom smjeru, ali to ne znači da se neće ponovo pokrenuti.

Boris Dolgin: Pojava, recimo, novih zahtjeva zbog nečega.

Aleksej Bobrovski: Utilitarna strana stvari me ne zanima previše.

Boris Dolgin: Moje se pitanje djelomično odnosi na to, ali ne na to kako ga možete koristiti, malo je organizacijski utilitarno. U području u kojem radite na svom odjelu i tako dalje, vi, koliko smo rekli, imate zajedničke projekte, narudžbe nekih poslovnih struktura i tako dalje. Kako je uopće organizirana interakcija na ovom području: znanstvenik-istraživač, relativno rečeno, izumitelj/inženjer ili izumitelj, pa inženjer, možda različiti subjekti, zatim, relativno rečeno, neka vrsta poduzetnika koji razumije što će s to, možda, ali to je malo vjerojatno, investitor koji je spreman dati novac poduzetniku kako bi mogao provesti ovaj, kako se sada kaže, inovativni projekt? Kako je taj lanac posložen u vašem okruženju do te mjere da ste na neki način došli u kontakt s njim?

Aleksej Bobrovski: Za sada nema takvog lanca, a hoće li ga biti, ne zna se. U principu, idealan oblik financiranja je način na koji se financira konvencionalna fundamentalna znanost. Ako uzmemo RFBR kao osnovu i sve ono o čemu se puno puta govorilo, jer osobno ne bih želio raditi nešto tako primijenjeno, nalog.

Boris Dolgin: Zato govorim o različitim temama i ni u kojem slučaju ne kažem da bi znanstvenik trebao biti i inženjer i poduzetnik i tako dalje. Govorim samo o različitim temama, o tome kako se može uspostaviti interakcija, kako možda interakcija već funkcionira.

Aleksej Bobrovski O: Imamo razne prijedloge izvana, ali to su uglavnom tvrtke iz Tajvana, Koreje, iz Azije, za razne vrste poslova vezanih uz korištenje polimera s tekućim kristalima za razne aplikacije zaslona. Imali smo zajednički projekt s Philipsom, Merckom i drugima, ali to je u okviru zajedničkog projekta - radimo dio nekog istraživačkog rada i takav intelektualni output ili output u obliku uzoraka polimera ili ima nastavak ili ne, nego najčešće završava razmjenom mišljenja, nekakvim znanstvenim razvojem, ali to još nije doživjelo nikakvu primjenu. Ozbiljno, ne možete reći.

Boris Dolgin: Naručeni ste za svojevrsno istraživanje, razvoj neke opcije, neke ideje.

Aleksej Bobrovski: Generalno, da, događa se, ali ne volim ovaj oblik rada (moj osobni osjećaj). Što god mi je palo na pamet, radim što više, a ne da netko kaže: "Napravite takav i takav film s takvim svojstvima." Nisam zainteresiran.

Boris Dolgin: Zamislite osobu koja je zainteresirana. Kako bi on, on, koji je zainteresiran za usavršavanje vaših općih znanstvenih ideja koje ste dobili iz svog altruističkog, zapravo znanstvenog interesa, mogao komunicirati s vama na takav način da bi to bilo doista zanimljivo za vas oboje? Što je organizacijska shema?

Aleksej Bobrovski: Teško mi je odgovoriti.

Boris Dolgin: Opći seminari? Što bi to moglo biti? Nema takvih pokušaja - nekakvih inženjera? ..

Aleksej Bobrovski: U okviru zajedničkog projekta sve se može realizirati. Neka vrsta interakcije je sasvim moguća, ali vjerojatno nisam dobro razumio pitanje u čemu je problem?

Boris Dolgin: Zasad je problem nedostatak interakcije između različitih vrsta struktura. Sve se svodi na vas kao znanstvenika ili na to da radite stvari koje možda ne želite raditi. Ovo je problem.

Aleksej Bobrovski: Problem je kolosalne nefinanciranosti

Boris Dolgin: Zamislite da će biti dodatnih sredstava, ali time neće nestati potreba za tehničkim razvojem. Kako možete prijeći sa sebe na tehnologiju na način koji vas zadovoljava?

Aleksej Bobrovski: Činjenica je da je moderna znanost dosta otvorena, i što radim, to i objavim - i što prije, to bolje.

Boris Dolgin: Dakle, spremni ste podijeliti rezultate, nadajući se da oni koji imaju ukusa mogu to iskoristiti?

Aleksej Bobrovski: Ako netko pročita moj članak i ima kakvu ideju, da, bit ću mu samo zahvalan. Ako iz ove publikacije izađu konkretni pomaci, bit će patenata, novca, ali zaboga. U ovom obliku, bilo bi mi drago, ali, nažalost, u stvarnosti se ispostavlja da sve postoji paralelno, ne postoji takav izlaz. Povijest znanosti pokazuje da često postoji kašnjenje u određenoj primjeni nakon nekog fundamentalnog otkrića - velikog ili malog.

Boris Dolgin: Ili nakon nekog zahtjeva.

Aleksej Bobrovski: Ili tako.

Lev Moskovkin: Imam malo provokativno pitanje. Tema koju je Boris pokrenuo vrlo je važna. Ima li tu utjecaja određene mode (čulo se to na jednom od predavanja iz sociologije)? Rekli ste da sada nije moderno baviti se tekućim kristalima. To ne znači da pošto se njima ne bavi, onda nisu ni potrebni, možda će se taj interes vratiti, i što je najvažnije ...

Boris Dolgin: Naime, Leo nas vraća na pitanje mehanizama mode u znanosti kao u određenoj znanstvenoj zajednici.

Lev Moskovkin: O tome je, zapravo, govorio i Čajkovski, gdje je moda izuzetno jaka u svim znanostima. Drugo pitanje: dobro znam kako su se birali autoriteti u znanosti koji su bili sposobni generalizirati. Možete objavljivati ​​svoje materijale koliko god želite, ja osobno nikad ne nailazim na njih, za mene je to cijeli sloj koji jednostavno nisam poznavao. Generalizirati na takav način da shvatimo vrijednost ovoga za razumijevanje istog života, za razumijevanje što još možemo učiniti. Hvala vam.

Boris Dolgin: Drugo pitanje nisam razumio, ali ajmo se sad pozabaviti prvim - o modi u znanosti. Koji je mehanizam zašto to sada nije moderno, ima li u tome opasnosti?

Aleksej Bobrovski: Ne vidim nikakvu opasnost. Jasno je da su pitanja vezana uz financiranje važna, ali, ipak, čini mi se da znanost sada u mnogočemu počiva na konkretnim ljudima koji imaju konkretne osobne interese, interes za ovaj ili onaj problem. Jasno je da uvjeti diktiraju neka ograničenja, ali djelovanje određenih ljudi dovodi do toga da se određeno područje razvija, kao što se sve razvija. Unatoč tome što se mnogo govori o tome da je znanost postala kolektivna. Doista, sada postoje veliki projekti, ponekad i prilično uspješni, ali, ipak, uloga pojedinca u povijesti znanosti i sada je ogromna. Osobne sklonosti i interesi igraju bitnu ulogu. Jasno je da je, kao iu slučaju tekućih kristala, ovaj razvoj elektronike poslužio kao veliki poticaj za razvoj istraživanja tekućih kristala, kada su shvatili da se tekući kristali mogu koristiti i zaraditi na tome, naravno, puno novac je otišao u istraživanje. Jasno je da takva veza ...

Boris Dolgin: Povratne informacije iz gospodarstva i znanosti.

Aleksej Bobrovski: ...to je jedna od značajki moderne znanosti, kada narudžba dolazi od ljudi koji zarade i proizvedu proizvod - pa se onda financira istraživanje, pa se shodno tome pomiče naglasak s onoga što je zanimljivo na ono što je isplativo. Ima to svojih dobrih i loših strana, ali to je tako. Doista, sada je interes za tekuće kristale postupno presušio, jer sve što se moglo izvući već se proizvodi, a još nešto treba poboljšati. Ne znam, nikad nisam ozbiljno razmišljao o tome, međutim, postoje razne vrste primjena zaslona, ​​u optoelektronici primjena tekućih kristala (ljudi rade na tome), kao senzora, sve do činjenice da je u tijeku rad na mogućnost korištenja tekućih kristala kao biološkog senzora.molekule. Dakle, općenito, mislim da interes jednostavno neće presušiti, osim toga, veliki val istraživanja vezan je za činjenicu da su počeli davati novac za nano. U principu postoji, unatoč tome što je to tako popularna moda - stavljati nanočestice u tekuće kristale, broj radova je velik, ali među njima ima dobrih zanimljivih radova vezanih za ovu temu, odnosno što se događa s nano-objekti kada uđu u tekući kristalni medij kakvi se efekti pojavljuju. Mislim da je moguć razvoj u smislu dobivanja raznih vrsta složenih uređaja, što je povezano s pojavom metamaterijala koji imaju vrlo zanimljiva optička svojstva - to su neobične strukture koje se izrađuju na razne načine u kombinaciji s tekućim kristalima, novim optičkim mogući su efekti i nove primjene. Sada pregledavam članke u časopisu Liquid Crystals, njihova razina pada, a broj dobrih članaka se smanjuje, ali to ne znači da je sve loše i znanost o tekućim kristalima neće umrijeti, jer ovo je vrlo zanimljiv predmet. Pad interesa ne izgleda mi kao katastrofa.

Boris Dolgin: Ovdje tiho prelazimo na drugo pitanje koje nam je postavio Leo. Ako se na temelju postojeće teorije rodi neka vrsta temeljno nove teorije, koja obećava nešto plus za tekuće kristale, očito će se interes odmah povećati.

Aleksej Bobrovski: Moguće je da će se to dogoditi.

Boris Dolgin: Koliko ja razumijem pitanje, o tome govorimo, postoje unutarznanstveni tekstovi koji postupno mijenjaju nešto u razumijevanju, postoje inovativni tekstovi koji se radikalno mijenjaju, ali u isto vrijeme neka vrsta sučelja između stručnjaka i društva, koje se možda sastoji od istih znanstvenika, ali iz drugih područja, postoje neki generalizirajući radovi koji nam objašnjavaju kako spojiti te dijelove u neku vrstu ukupne slike. Koliko sam shvatio, Leo nam je pričao o tome, pitajući kako se bira i tko piše te generalizirane radove?

Aleksej Bobrovski: Postoji takav pojam - znanstveno novinarstvo, koji kod nas nije jako razvijen, ali ga ima u cijelom svijetu i mogu misliti koliko je tamo razvijen, a ipak ga ima i kod nas. Na to upućuje i aktualno javno predavanje.

Boris Dolgin: Ne može se reći da netko posebno zatvara djelokrug rada.

Aleksej Bobrovski: Ne, nitko ništa ne zatvara, naprotiv, svi normalni znanstvenici daju sve od sebe da pokažu svijetu što su napravili: što brže i što dostupnije u skladu sa svojim sposobnostima. Jasno je da netko može reći dobro, a netko loše, ali za to postoje znanstveni novinari koji mogu služiti kao prijenosnik informacija od znanstvenika prema društvu.

Boris Dolgin: Još u sovjetsko doba postojala je znanstveno-popularna literatura, a još uvijek je postojao poseban žanr - znanstvena literatura, dijelom zbirke "Putevi u nepoznato" ranih 60-ih, knjige iz serije "Eureka", jedna od prvih post -ratni pioniri bio je Daniil Danin koji je pisao uglavnom o fizici. Drugo je pitanje da još uvijek ima znanstvenika koji pišu neke generalizirane radove, populariziraju nešto za nekoga, ali rijetko tko bira tko će pisati i koga čitati ili ne čitati. Spomenuti Čajkovski nešto napiše, nekome se to svidi.

Aleksej Bobrovski: Problem je, mislim, sljedeći. Činjenica je da je kod nas sada katastrofalno malo normalnih znanstvenika, a stanje same znanosti nije nigdje gore. Ako govorimo o tekućim kristalima i polimerima tekućih kristala, onda su to pojedinačni laboratoriji koji već umiru. Jasno je da je 90-ih došlo do neke vrste kolapsa i noćne more, ali, općenito, možemo reći da u Rusiji nema znanosti o tekućim kristalima. Mislim – znanstvena zajednica, ispada da češće komuniciram s ljudima koji rade u inozemstvu, čitam članke i sve to, ali od nas praktički nema članaka. Problem je što nemamo znanosti, a ne što nema generalizirajućih radova u toj znanosti. Moguće je generalizirati što se događa na Zapadu – i to je u redu, ali nema temelja, bitne karike, nema znanstvenika.

Lev Moskovkin: Pojasnit ću, iako je u načelu sve točno. Činjenica je da se uvijek vrtimo oko teme prošlog predavanja. Konkurencija u znanosti između znanstvenika je toliko jaka da sam kategorički polaskan što sam to vidio vlastitim očima i slažem se da svaki znanstvenik nastoji pokazati svijetu svoja postignuća. To je dostupno samo nekome tko je priznati autoritet, poput Timofejev-Resovskog. To se radilo u sovjetsko vrijeme - zna se kako - i evo efekta, primjera koji će, možda, mnogo toga objasniti - efekt zelene bilježnice koja je izašla vraški zna gdje, a nitko se ne može sjetiti imena ovu prekobrojnu konferenciju, jer nitko Časopis s akreditacijom VAK-a, akademski časopis ne bi načelno prihvatio takvu novinu, ali iznjedrila je novu znanost, pretvorila se u znanost genetike, u shvaćanje života i to je, općenito, sada već poznato. Bilo je to u sovjetsko vrijeme uz podršku odozgo - Timofeev-Resovski je podržan na plenumu Centralnog komiteta KPSS-a od konkurencije kolega, inače bi bio pojeden.

Boris Dolgin: Situacija kada je država dokrajčila značajan dio znanosti: bez potpore drugih državnih baza nije se moglo pobjeći.

Lev Moskovkin: U genetici je lavina podataka koje nema tko generalizirati, jer nitko nikome ne vjeruje i nitko ne priznaje tuđi autoritet.

Boris Dolgin: Zašto?! Imali smo genetičare koji su slušali druge genetičare i sa zadovoljstvom raspravljali.

Aleksej Bobrovski: Ne znam kako se to događa u genetici, ali u znanosti kojom se bavim situacija je potpuno suprotna. Ljudi koji odmah dobiju novi zanimljiv rezultat nastoje ga objaviti što je prije moguće.

Boris Dolgin: Barem iz interesa konkurencije - zabilježiti mjesto.

Aleksej Bobrovski: Da. Jasno je da možda neće napisati neke detalje o metodama i tako dalje, ali obično, ako napišete e-mail, pitajte kako ste to tamo učinili, jednostavno je vrlo zanimljivo, sve je prilično otvoreno - i ...

Boris Dolgin: Prema vašim zapažanjima, znanost postaje sve otvorenija.

Aleksej Bobrovski: Ja barem živim u eri otvorene znanosti, i to je dobro.

Boris Dolgin: Hvala. Kada su molekularni biolozi razgovarali s nama, obično su govorili o sasvim otvoreno ležećim bazama i tako dalje, preporučenim za primjenu.

Aleksej Bobrovski: U fizici postoji ista stvar, postoji arhiva kada ljudi mogu objaviti sirovu (kontroverznu) verziju članka i prije nego što prođe recenziju, ali ovdje je više borba za brzinu objavljivanja nego brži prioritet za one . Ne vidim nikakvo zatvaranje. Jasno je da to nema veze sa zatvorenom vojnom i ostalom, govorim o znanosti.

Boris Dolgin: Hvala. Još pitanja?

Glas iz dvorane: Nemam pitanje, nego prijedlog, ideju. Čini mi se da ova tema kristalizacijskih slika ima puno potencijala za priče o znanosti djeci i mladima u školama. Možda ima smisla napraviti jednu e-satu u trajanju od 45 minuta i distribuirati je po srednjim školama? Sada su tu elektroničke ploče koje mnogi ne koriste, naređeno im je da ih imaju u školama. Mislim da bi bilo lijepo te slike pokazati djeci 45 minuta, a onda im na kraju objasniti kako se to sve radi. Čini mi se da bi bilo zanimljivo predložiti takvu temu, nekako je financirati.

Aleksej Bobrovski: Spreman sam pomoći, ako išta. Navedite, napišite što trebate.

Boris Dolgin: Nevjerojatno. Tako nastaju generalizacije, tako se poručuje. U redu. Puno ti hvala. Ima li još kreativnih pitanja? Možda je netko propušten, ne vidimo, po mom mišljenju, u biti smo razgovarali o tome.

Boris Dolgin O: Postoje znanstvenici, nema znanosti.

Boris Dolgin: Odnosno, je li to nužan ili nužan i dovoljan uvjet?

Aleksej Bobrovski: Da, šteta je nepovratna, vrijeme je izgubljeno, sasvim je očito, i, naravno, zvuči: “Kako to da u Rusiji nema znanosti?! Kako to? To ne može biti, postoji znanost, postoje znanstvenici, postoje članci.” Prvo, što se tiče razine, svakodnevno čitam znanstvene časopise. Vrlo rijetko nailazimo na članke ruskih autora, izrađene u Rusiji, na tekućim kristalima ili polimerima. To je zato što se ili ništa ne događa, ili se sve događa na tako niskoj razini da ljudi to ne mogu objaviti u normalnom znanstvenom časopisu, naravno, nitko ih ne poznaje. Ovo je apsolutno užasna situacija.

Aleksej Bobrovski: Više i više.

Boris Dolgin: Odnosno, nije problem u autorima, problem je u znanosti.

Aleksej Bobrovski: Da, to jest, naravno, u Rusiji ne postoji savršena struktura koja dobro funkcionira ili barem nekako djeluje pod imenom "Znanost". Srećom, postoji otvorenost laboratorija koji rade više-manje na normalnoj razini i uključeni su u opći znanstveni proces međunarodne znanosti - to je razvoj komunikacijskih mogućnosti putem interneta, na druge načine, otvorenost granica omogućuje vam ne osjećati se odvojeno od globalnog znanstvenog procesa, ali unutar države je tako da, naravno, nema dovoljno novca, a ako se povećaju sredstva, teško da će se to išta promijeniti, jer paralelno s povećanjem sredstava, potrebno je imati priliku ispitati te ljude kojima se taj novac daje. Možete dati novac, netko će ga ukrasti, potrošiti na tko zna što, ali situacija se neće promijeniti nikako.

Boris Dolgin O: Strogo govoreći, imamo problem kokoši i jajeta. S jedne strane, mi nećemo stvarati znanost bez financiranja, s druge strane, s financiranjem, ali bez znanstvene zajednice koja će omogućiti tržište za ekspertizu, osigurati normalnu reputaciju, mi taj novac nećemo moći dati u način koji će pomoći znanosti.

Aleksej Bobrovski: Drugim riječima, potrebno je privući međunarodnu ekspertizu, ocjene jakih znanstvenika, neovisno o zemlji prebivališta. Naravno, potrebno je prijeći na engleski za slučajeve atesta vezane uz obranu kandidata, doktorata; barem sažeci moraju biti na engleskom jeziku. To je sasvim očito i bit će nekih pomaka u tom smjeru, možda će se nekako promijeniti nabolje, pa - ako svima date novac ... naravno, jaki znanstvenici koji će dobiti više novca - oni, naravno, će raditi učinkovitije, ali će većina novca nestati nitko ne zna gdje. Ovo je moje mišljenje.

Boris Dolgin: Recite mi, molim vas, mladi ste znanstvenik, ali već ste doktor znanosti, a mladi vam dolaze u drugom smislu, studenti, mlađi znanstvenici. Ima li onih koji vas prate?

Aleksej Bobrovski: Radim na fakultetu, i htio-ne htio, nekad hoću, nekad neću, vodim kolegij, diplomski i poslijediplomski rad.

Boris Dolgin: Ima li među njima budućih znanstvenika?

Aleksej Bobrovski: Već je. Ima dosta uspješno zaposlenih ljudi kojima sam ja bio mentor, diplomskih radova, recimo, postdoktoranda ili voditelja znanstvenih grupa, naravno, govorimo samo o inozemstvu. Ovi koje sam ja vodio i ostali su u Rusiji, oni se ne bave znanošću, jer moraju hraniti svoje obitelji, živjeti normalno.

Boris Dolgin O: Hvala, to su financije.

Aleksej Bobrovski: Naravno, financiranje, plaće ne podnose kontrolu.

Boris Dolgin: Još uvijek je privatno...

Aleksej Bobrovski: Nema tu nikakve tajne. Stopa višeg istraživača s minimumom kandidata na Sveučilištu je petnaest tisuća rubalja mjesečno. Sve ostalo ovisi o aktivnosti znanstvenika: ako je u mogućnosti imati međunarodne stipendije, projekte, onda dobiva više, ali može računati na petnaest tisuća rubalja mjesečno.

Boris Dolgin: Što je s doktoratom?

Aleksej Bobrovski: Nisu mi još postavili, još ne znam točno koliko će dati, plus još četiri tisuće će se dodati.

Boris Dolgin: Navedene potpore su vrlo važna stvar. Tek danas smo objavili vijest koju nam je poslala jedna zanimljiva istraživačica, ali kad se postavilo pitanje financiranja, govorila je, posebno, o važnosti ovog područja, a opet, da ne govorimo o našim publikacijama, ministar Fursenko kaže da bi znanstveni mentori trebali potporama za financiranje svojih diplomiranih studenata i na taj ih način financijski motivirati.

Aleksej Bobrovski: Ne, tako to obično biva u dobroj znanstvenoj grupi, ako osoba, poput Valerija Petroviča Šibajeva, voditelja laboratorija u kojem radim, ima zasluženo ime u znanstvenom svijetu, postoji prilika za stipendije , projekti. Često se ne nađem na “goloj” stopi od petnaestak tisuća, uvijek ima nekih projekata, ali ne mogu svi, to nije opće pravilo, zato svi odlaze.

Boris Dolgin: To jest, vođa mora imati dovoljno visok međunarodni autoritet i, štoviše, biti u struji.

Aleksej Bobrovski O: Da, većinu vremena. Mislim da sam na mnogo načina imao sreće. Element ulaska u jaku znanstvenu grupu djelovao je na pozitivan način.

Boris Dolgin: Ovdje vidimo povratnu informaciju dobre stare znanosti, da je nastala ta najmoćnija znanstvena skupina, zahvaljujući kojoj ste uspjeli shvatiti svoju putanju. Da, to je vrlo zanimljivo, hvala. Tražim zadnju riječ.

Glas iz dvorane: Ne pretendiram da imam posljednju riječ. Želim napomenuti da je ovo o čemu govorite potpuno razumljivo i nemojte to shvatiti kao sport. Želim napomenuti da je u predavanju Alekseja Savvateeva rečeno da u Americi uopće nema znanosti. Njegovo je gledište jednako uvjerljivo argumentirano kao i vaše. S druge strane, u Rusiji se znanost razvijala posebno brzo kada znanost uopće nije plaćala, nego je aktivno krala, bilo je tako nešto.

Boris Dolgin: Govorimo li o kraju 19. - početku 20. stoljeća?

Boris Dolgin: U Njemačkoj?

Boris Dolgin: A kada je aktivnije razvio svoju znanstvenu ...

Glas iz dvorane: U Rusiji, ne njegovoj, nego općenito u Rusiji, znanost se najučinkovitije razvijala kad nisu plaćali. Postoji takav fenomen. Mogu se opravdati, ovo nije gledište, Borise, ovo je činjenica. Također vam želim sasvim odgovorno reći - to više nije činjenica, nego zaključak - da su vaše nade da će vam međunarodna ekspertiza i engleski jezik pomoći uzaludne, jer, radeći u Dumi, vidim žestoku konkurenciju za vlasništvo i lobiranje u Dumi za jednostrane zakone o autorskim pravima prema Americi. Svi oni pripisuju ogroman postotak intelektualnog vlasništva, uopće ih ne zanima da se naše oružje tamo ne kopira, oni to rade sami.

Boris Dolgin: Vidim, problem je...

Aleksej Bobrovski: Oružje i znanost su paralelne stvari.

Glas iz dvorane: Posljednji primjer: činjenica je da kada je Zhenya Ananiev, zajedno smo studirali na biološkom fakultetu, otkrio mobilne elemente u genomu Drosophile, tada je priznanje došlo tek nakon objave u časopisu Chromosomes, ali Hisinov autoritet se probio kroz ovu publikaciju, jer je recenzija je bila ovakva: "u vašoj mračnoj Rusiji ne znaju replicirati DNK." Hvala vam.

Boris Dolgin: Predodžbe o razini znanstvenog istraživanja u pojedinoj zemlji u nedostatku krutog jasnog sustava recenziranja članaka, kada se koriste općim idejama, predstavljaju problem.

Aleksej Bobrovski: Što se tiče engleskog jezika, sve je vrlo jednostavno - to je međunarodni znanstveni jezik. Svaki znanstvenik koji se bavi znanošću, primjerice u Njemačkoj, Nijemac objavljuje gotovo sve svoje članke na engleskom jeziku. Inače, u Njemačkoj se dosta disertacija brani na engleskom, recimo, ne govorim o Danskoj, Nizozemskoj, makar samo zato što tamo ima puno stranaca. Znanost je međunarodna. Povijesno gledano, jezik znanosti je engleski.

Boris Dolgin: Tako se dogodilo nedavno, prije nego što je jezik znanosti bio njemački.

Aleksej Bobrovski: Relativno nedavno, ali, ipak, sada je to tako, pa je prijelaz na engleski bio očit, barem na razini sažetaka i atestiranja, tako da su normalni zapadni znanstvenici mogli čitati te sažetke, davati povratne informacije, evaluirati, kako bi izlazi iz naše močvare, inače će sve to potpuno potonuti u nitko ne zna gdje i ostat će potpuna profanost. To se već sada događa na mnogo načina, ali moramo se nekako pokušati izvući iz ove močvare.

Boris Dolgin: Otvorite ventilacijske otvore tako da nema mirisa.

Aleksej Bobrovski: Barem počnite provjetravati.

Boris Dolgin: U redu. Hvala vam. Ovo je optimističan recept. Zapravo, vaša putanja ulijeva optimizam, unatoč svom pesimizmu.

Aleksej Bobrovski: Ponovno smo odstupili od toga da je glavna ideja predavanja pokazati vam koliko su tekući kristali lijepi i zanimljivi. Nadam se da će sve što sam rekao izazvati interes. Sada možete pronaći puno informacija o tekućim kristalima, prije svega. I drugo, bez obzira na sve uvjete, znanstvenika će uvijek biti, ništa ne može zaustaviti znanstveni napredak, to također budi optimizam, a povijest pokazuje da uvijek postoje ljudi koji znanost pokreću naprijed, kojima je znanost iznad svega.

U ciklusima "Javna predavanja" Polit.ru "i" Javna predavanja "Polit.ua" bili su:

• Leonard Polishchuk. Zašto su velike životinje izumrle u kasnom pleistocenu? Odgovor sa stajališta makroekologije
• Miroslav Marinović. Duhovni odgoj Gulaga
• Kiril Eškov. Evolucija i autokataliza
• Mihail Sokolov. Kako se upravlja znanstvenom produktivnošću. Iskustva Velike Britanije, Njemačke, Rusije, SAD-a i Francuske
• Oleg Ustenko. Priča o nedovršenoj krizi
• Grigorij Sapov. kapitalistički manifest. Život i sudbina knjige L. von Misesa „Ljudska djelatnost
• Alexander Irvanets. Pa to si ti, striče pisac!
• Vladimir Katanaev. Suvremeni pristupi razvoju lijekova protiv raka
• Vakhtang Kipiani. Periodični samizdat u Ukrajini. 1965-1991
• Vitalij Naishul. Usvajanje kulture od strane crkve
• Nikolaj Kaverin. Pandemije gripe u ljudskoj povijesti
• Aleksandar Filonenko. Teologija na sveučilištu: povratak?
• Aleksej Kondrašev. Evolucijska ljudska biologija i zaštita zdravlja
• Sergej Gradirovsky. Suvremeni demografski izazovi
• Aleksandar Kislov. Klima prošlost, sadašnjost i budućnost
• Aleksandar Auzan, Aleksandar Pashaver. Gospodarstvo: socijalna ograničenja ili društvene rezerve
• Konstantin Popadin. Ljubav i štetne mutacije ili zašto paun ima dugačak rep?
• Andrej Ostalski. Izazovi i prijetnje slobodi govora u suvremenom svijetu
• Leonid Ponomarev. Koliko energije treba čovjeku?
• Jurja Nive. Prevedite mrak: načini komunikacije između kultura
• Vladimir Gelman. Subnacionalni autoritarizam u modernoj Rusiji
• Vjačeslav Lihačov. Strah i prijezir u Ukrajini
• Evgeny Gontmakher. Modernizacija Rusije: stav INSOR-a
• Donald Boudreau. Antimonopolska politika u službi privatnih interesa
• Sergej Enikolopov. Psihologija nasilja
• Vladimir Kulik. Jezična politika Ukrajine: akcije vlasti, mišljenja građana
• Mikhail Blinkin. Prijevoz u gradu pogodnom za život
• Aleksej Lidov, Gleb Ivakin. Sveti prostor drevnog Kijeva
• Aleksej Savvatejev. Kamo ide (i vodi nas) ekonomija?
• Andrej Portnov. povjesničar. Građanin. Država. Iskustvo izgradnje nacije
• Pavel Plechov. Vulkani i vulkanologija
• Natalija Vysockaja. Suvremena američka književnost u kontekstu kulturnog pluralizma
• Razgovor s Aleksandrom Auzanom. Što je modernizacija na ruskom
• Andrej Portnov. Vježbe s poviješću na ukrajinskom: rezultati i izgledi
• Aleksej Lidov. Ikona i ikona u svetom prostoru
• Efim Račevski. Škola kao društveni lift
• Aleksandra Gnatjuk. Arhitekti poljsko-ukrajinskog shvaćanja međuratnog razdoblja (1918.-1939.)
• Vladimir Zakharov. Ekstremni valovi u prirodi i laboratoriju
• Sergej Nekljudov. Književnost kao tradicija
• Jakov Gilinski. S onu stranu zabrane: perspektiva kriminologa
• Danijel Aleksandrov. Srednji slojevi u tranzicijskim postsovjetskim društvima
• Tatjana Nefedova, Aleksandar Nikulin. Ruralna Rusija: prostorna kompresija i društvena polarizacija
• Aleksandar Zinčenko. Gumbi iz Harkova. Sve čega se ne sjećamo o ukrajinskom Katinu
• Aleksandar Markov. Evolucijski korijeni dobra i zla: bakterije, mravi, čovjek
• Mihail Favorov. Cjepiva, cijepljenje i njihova uloga u javnom zdravlju
• Vasilij Zagnitko. Vulkanska i tektonska aktivnost Zemlje: uzroci, posljedice, izgledi
• Konstantin Sonin. Ekonomija financijske krize. Dvije godine kasnije
• Konstantin Sigov. Tko traži istinu? "Europski rječnik filozofija"?
• Mikola Rjabčuk. Ukrajinska postkomunistička transformacija
• Mihail Gelfand. Bioinformatika: molekularna biologija između epruvete i računala
• Konstantin Severinov. Nasljedstvo kod bakterija: od Lamarcka do Darwina i natrag
• Mikhail Chernysh, Elena Danilova. Ljudi u Šangaju i St. Petersburgu: doba velikih promjena
• Maria Yudkevich. Gdje sam rođen, tu sam i dobro došao: kadrovska politika sveučilišta
• Nikolaj Andrejev. Studij matematike - novi oblik tradicije
• Dmitry Buck. "Moderna" ruska književnost: Promjena kanona
• Sergej Popov. Hipoteze u astrofizici: zašto je tamna tvar bolja od NLO-a?
• Vadim Skuratovski. Kijevsko književno okruženje 60-70-ih godina prošlog stoljeća
• Vladimir Dvorkin. Strateško naoružanje Rusije i Amerike: Problemi smanjenja
• Aleksej Lidov. Bizantski mit i europski identitet
• Natalija Jakovenko. Koncept novog udžbenika ukrajinske povijesti
• Andrej Lankov. Modernizacija u istočnoj Aziji, 1945-2010
• Sergej Sluč. Zašto je Staljinu trebao pakt o nenapadanju s Hitlerom
• Guzel Ulumbekova. Lekcije iz reformi ruskog zdravstva
• Andrej Rjabov. Srednji rezultati i neke značajke postsovjetskih transformacija
• Vladimir Četvernin. Moderna pravna teorija libertarijanizma
• Nikolaj Dronjin. Globalne klimatske promjene i Kyoto protokol: rezultati desetljeća
• Jurij Pivovarov. Povijesni korijeni ruske političke kulture
• Jurij Pivovarov. Evolucija ruske političke kulture
• Pavel Pečenkin. Dokumentarni film kao humanitarna tehnologija
• Vadim Radaev. Revolucija u trgovini: utjecaj na život i potrošnju
• Alec Epstein. Zašto tuđa bol ne boli? Sjećanje i zaborav u Izraelu i Rusiji
• Tatjana Černigovskaja. Kako mislimo? Višejezičnost i kibernetika mozga
• Sergej Aleksašenko. Godina krize: što se dogodilo? što je učinjeno? što očekivati?
• Vladimir Pastuhov. Sila međusobnog odbijanja: Rusija i Ukrajina - dvije verzije iste transformacije
• Aleksandar Jurijev. Psihologija ljudskog kapitala u Rusiji
• Andrej Zorin. Humanističko obrazovanje u tri nacionalna obrazovna sustava
• Vladimir Plungyan. Zašto bi moderna lingvistika trebala biti korpusna lingvistika
• Nikita Petrov. Zločinačka priroda staljinističkog režima: pravni temelji
• Andrej Zubov. Istočnoeuropski i postsovjetski putevi povratka pluralističkoj državnosti
• Victor Vakhshtein. Kraj sociologizma: perspektive sociologije znanosti
• Evgenij Oniščenko. Konkurentska podrška znanosti: kako se to događa u Rusiji
• Nikolaj Petrov. Ruska politička mehanika i kriza
• Aleksandar Auzan. Društveni ugovor: pogled iz 2009
• Sergej Gurijev. Kako će kriza promijeniti svjetsko gospodarstvo i ekonomsku znanost
• Aleksandar Asejev. Academgorodoks kao centri znanosti, obrazovanja i inovacija u modernoj Rusiji

MOSKVA, 21. kolovoza - RIA Novosti. Zaposlenici Kemijskog fakulteta i Fakulteta za temeljno fizičko i kemijsko inženjerstvo Moskovskog državnog sveučilišta nazvanog po M.V. Lomonosov je u suradnji sa inozemnim kolegama sintetizirao i istraživao nove polimere tekućih kristala osjetljive na svjetlost. Rad je obavljen u sklopu projekta koji je financirala ruska znanstvena zaklada, a rezultati su objavljeni u časopisu Macromolecular Chemistry and Physics.

Znanstvenici s Moskovskog državnog sveučilišta u suradnji s češkim kolegama s Instituta za fiziku (Prag) sintetizirali su i proučavali nove LC polimere koji kombiniraju optička svojstva tekućih kristala i mehanička svojstva polimera. Takvi polimeri mogu brzo promijeniti orijentaciju molekula pod djelovanjem vanjskih polja, a istovremeno su sposobni oblikovati prevlake, filmove i dijelove složenih oblika. Važna prednost takvih sustava u odnosu na tekuće kristale niske molekularne težine je ta što LC polimeri na sobnoj temperaturi postoje u staklastom stanju koje fiksira orijentaciju molekula.

© Alexey Boblrovsky, Moskovsko državno sveučilište

© Alexey Boblrovsky, Moskovsko državno sveučilište

LC polimeri se sastoje od molekula velike molekularne težine koje se nazivaju makromolekule. Imaju češljastu strukturu: "tvrdi" fragmenti azobenzena (C₆H₅N=NC₆H₅) osjetljivi na svjetlost pričvršćeni su na glavni fleksibilni polimerni lanac uz pomoć "odvajanja" sekvencijalno povezanih molekula CH2. Ti fragmenti imaju tendenciju biti uređeni i mogu tvoriti različite vrste "pakiranja" - faze tekućih kristala. Kada su takvi polimeri izloženi svjetlu, azobenzenske skupine se preuređuju, uzrokujući promjenu optičkih svojstava polimera. Takvi polimeri nazivaju se fotokromni.

Znanstvenici su posebnu pozornost posvetili procesima fotoizomerizacije i fotoorijentacije. Fotoizomerizacija je preuređivanje veza unutar molekule polimera pod djelovanjem svjetlosti. Fotoorijentacija je promjena orijentacije tvrdih fragmenata azobenzena (u ovom slučaju) pod djelovanjem linearno polarizirane svjetlosti u čijem je snopu smjer oscilacija električnog polja strogo određen. Tijekom ciklusa fotoizomerizacije pod djelovanjem polarizirane svjetlosti fragmenti azobenzena mijenjaju svoj kut. To se događa sve do trenutka kada njihova orijentacija postane okomita na ravninu polarizacije upadne svjetlosti, a fragmenti više nisu u stanju apsorbirati svjetlost.

Najprije su znanstvenici s Moskovskog državnog sveučilišta u suradnji s kolegama s Instituta za fiziku Akademije znanosti Češke Republike sintetizirali monomere iz kojih su na Moskovskom državnom sveučilištu dobiveni LC polimeri. Fazno ponašanje i temperature faznih prijelaza polimera autori su proučavali pomoću polarizacijske optičke mikroskopije i diferencijalne skenirajuće kalorimetrije. Detaljna struktura faza proučavana je rendgenskom difrakcijskom analizom na Fakultetu fundamentalnog fizičkog i kemijskog inženjerstva Moskovskog državnog sveučilišta.

© Ruska akademija znanosti

© Ruska akademija znanosti

Jedan od autora članka, profesor Ruske akademije znanosti, doktor kemije, glavni istraživač Odsjeka za makromolekularne spojeve Kemijskog fakulteta Moskovskog državnog sveučilišta nazvanog po M.V. Lomonosov Alexey Bobrovsky: "Fotoizomerizacija i fotoorijentacija otvaraju velike izglede za stvaranje tzv. pametnih materijala. Oni reagiraju na različite vanjske utjecaje i mogu se koristiti za pohranu, snimanje i prijenos informacija u optičkim uređajima različite složenosti. Ovi specifični polimeri vjerojatno neće moći koristiti u praksi "jer su preskupi i njihova sinteza nije laka. S druge strane, daleko od toga da je uvijek moguće predvidjeti koji će sustavi, kada i kako naći primjenu", zaključio je znanstvenik.

Polimeri s tekućim kristalima (LCP) klasa su jedinstvenih termoplasta koji prvenstveno sadrže benzenske prstenove u polimernim lancima, koji su štapićaste strukture organizirane u velike paralelne matrice. Oni su visoko kristalni, prirodno otporni na plamen, termotropni (orijentirani na taljenje) termoplasti. Iako su slični polukristalnim polimerima, LCP-ovi imaju svoje posebne karakteristike.

Riža. 1. Tipična strukturatekući kristalni polimer - Ticona.

Tradicionalni polukristalni polimeri, kada se rastale, imaju kaotičnu (poremećenu) strukturu, koja, kako se hladi, formira visoko uređena kristalna područja okružena amorfnom matricom. Molekule LCP-a ostaju dobro uređene čak iu talini i lako klize jedna pored druge kada se smiču. Kao rezultat toga, imaju vrlo nisku viskoznost taline, što olakšava punjenje vrlo tankih stijenki i reprodukciju najsloženijih oblika. Pokazuju vrlo malo (ili nimalo) skupljanja u smjeru protoka i potrebno im je vrlo malo vremena za stvrdnjavanje ili stvrdnjavanje. Kako bi proces bio precizan, mnogi proizvođači i dizajneri koriste polimere tekućih kristala za izradu dijelova s ​​tankim stijenkama koji će možda morati izdržati visoke temperature.

Riža. 2. Viskoznost za razne polimere, uključujući tekuće kristale koje proizvodi tvrtkaTicona.

Vectra E130: LCP električne marke
Vectra tekući kristalni polimeri (LCP), koje proizvodi Ticona (odjel inženjerskih polimera Celanese/Hoechst AG), visoko su kristalni, termotropni (orijentirani na taljenje) termoplasti koji mogu proizvesti iznimno precizne i stabilne dimenzije, izvrsne performanse pri visokim temperaturama, visoku krutost i otpornost na kemikalije kada se koristi za izradu vrlo tankih stijenki. Polimer također ima nizak koeficijent toplinskog širenja, isti u sve tri aksijalne dimenzije (x,y,z). Podnosi temperature lemljenja za površinsku montažu, uključujući temperature potrebne za lemljenje bez olova. Takva svojstva dovela su do upotrebe Vectra LCP za mnoge elektroničke primjene kao što su: utičnice, zavojnice, prekidači, konektori i senzori. Mnogi su razredi bili bolji od keramike, duroplasta i druge visokotemperaturne plastike bez stvaranja ostataka ugljika (ili zanemarive količine).
Kad je Vaupell Industrial Plastics trebao izraditi unutarnji poklopac kućišta baterije za vojni precizni uređaj za noćno gledanje, upotrijebili su Vectra E130i LCP kako bi olakšali razvoj proizvoda praktički eliminirajući skupljanje u kalupu. Proizvod je također pružio izvrsnu izdržljivost u širokom rasponu temperatura.

Riža. 3. Kućište za baterije za infracrveni uređaj za noćno gledanje koje je oblikovala Vaupell Plastics Industries izVectra LCP tvrtke Ticona .

Unutarnja brtva kućišta baterije umetnuta je u aluminijsku vanjsku školjku, razmak između njih nije veći od 0,05 mm. Dio, izrađen u obliku lista djeteline, ima najveću dimenziju poprečnog presjeka 5,08 cm, duljina je također 5,08 cm, stjenke, otvorene s donje i gornje strane, imaju debljinu od 0,56 mm. Zaobljena prirubnica oko gornjeg ruba drži ga na mjestu unutar vanjske školjke.

Sljedeća generacija LCP-ova visoke čvrstoće
DuPont-ova sljedeća generacija kvalitete polimerne smole s tekućim kristalima, Zenite LCP, obećava veću snagu, krutost i preciznost u konektorima elektroničkih uređaja i drugim oblikovanim komponentama. Testovi su pokazali da konektori oblikovani od Zenite 6130LX pružaju izvrsnu otpornost na oštećenja tijekom automatiziranog umetanja pinova i sklapanja ploče. Nova smola također se može koristiti za proizvodnju dijelova s ​​manje deformacija, što poboljšava pristajanje dijelova i povećava granicu tečenja lemljenja. U destruktivnom ispitivanju glave stražnje ploče, nova smola daje 21% povećanje otpornosti na lom, 32% povećanje deformacije prije kvara i elastičniji/manje lomljiv uzorak loma. Ispitivanje koristi prešu opremljenu alatom sa suženim krajem za odvajanje stijenki konektora. Izmjerena je sila loma i progib zidova. Poboljšanje čvrstoće i krutosti također je vidljivo u usporedbi sa standardnim podacima za vlačnu čvrstoću, vlačnu čvrstoću, modul elastičnosti i čvrstoću na savijanje.

Riža. 4.Zenite LCP sljedeća generacija tvrtke DuPont Plastics obećava jače elektroničke konektore.

Uzorci oblikovanih konektora izrađeni od Zenite 6130LX također su pokazali značajno poboljšanje u čvrstoći linije. Kad su kontakti stavljeni u ispitne uzorke izrađene od LCP-ova rane generacije, pojavile su se male pukotine na linijama lemljenja. Nisu pronađene pukotine na dijelovima izlivenim od novih smola. Drugi testovi su pokazali da su dijelovi izrađeni od nove smole manje deformirani. Konvergencija bočnih stijenki testiranog konektora bila je 23% manja od konvergencije dijela izrađenog iz prve generacije LCP-a. Zenite 6130LX je također otporniji na različite uvjete lemljenja. Njegova toplinska otpornost na savijanje je 280ºC, što je 15ºC više od ostalih LCP-ova. Najtipičnije primjene uključuju širok raspon komponenti za: električnu/elektroničku industriju, rasvjetu, telekomunikacije, sustave za paljenje i punjenje goriva u automobilima, zrakoplovnu industriju, optička vlakna, proizvodnju motora, uređaje za snimanje, senzore, opremu za peći, strukture goriva i plinske barijere itd.

Vectra MT LCP medicinske kvalitete
Vectra tekući kristalni polimer zamijenio je nehrđajući čelik u širokom rasponu medicinskih primjena. Neki stupnjevi Vectra LCP u skladu su s propisima USP klase VI i otporni su na gama zračenje, parni autoklav i većinu metoda kemijske sterilizacije.

Riža. 5. Štrcaljka bez igle, izlivena izVectra LCP MT poduzeća Ticona .

Ticona ima osam stupnjeva Vectra LCP MT za upotrebu u aplikacijama medicinske tehnologije (MT) kao što su medicinski uređaji, sustavi za pakiranje i isporuku lijekova i druge aplikacije u zdravstvu. Ticonini MT stupnjevi ispunjavaju zahtjeve USP 23 klase VI za biokompatibilnost kože, krvi i tkiva. Ticonini stupnjevi za medicinske primjene također su u skladu s Direktivom Europske zajednice 2002/72/EC za primjene u kontaktu s hranom i BfR standardima. BfR je kratica za Njemački savezni institut za procjenu rizika (ranije BgVV, Njemački savezni institut za zdravlje potrošača i veterinarsku medicinu). Ticona Vectra LCP smole za medicinsku tehnologiju proizvođačima lijekova i opreme pružaju širok raspon mogućnosti dizajna i obrade. To uključuje punjene i nepunjene tipove za injekcijsko prešanje i obradu ekstruzijom, kao i tipove s različitim svojstvima protoka i aditiva, koji proizvode dijelove s niskim trenjem i visokom otpornošću na trošenje, poboljšanim izgledom, većom krutošću i drugim svojstvima. Vrste Vectra LCP MT daju izvrsnu čvrstoću, krutost, otpornost na puzanje, dimenzionalnu stabilnost i visok protok za duge tanke dijelove. Imaju izvrsnu toplinsku i kemijsku otpornost i mogu izdržati ponovljene cikluse sterilizacije. Mogu zamijeniti metal u medicinskoj i stomatološkoj opremi, koristiti se u visoko strukturiranim komponentama sustava za isporuku lijekova i zadovoljiti potrebe uređaja za minimalno invazivnu kirurgiju i druga područja.

1.3.2. Momenti raspodjele i prosječne molekulske mase

1.3.3. Parametar polidisperznosti

1.4. Stereokemija polimera

1.4.1. Kemijska izomerija jedinica

1.4.3. stereoizomerija

Poglavlje 2. Fizika polimera

2.1. Fizika makromolekula

2.1.1. Savršen splet

2.1.2. Pravi lanci. Isključen učinak volumena

2.1.3. Fleksibilnost lanca

2.2. Priroda elastičnosti polimera

2.2.1. Termodinamičke komponente elastične sile

2.2.2. Elastičnost idealnog plina

2.2.3. Elastičnost idealne lopte

2.2.4. Elastičnost polimerne mreže

2.3. Viskoelastičnost polimernih sustava

2.3.1. Maxwellov model. Opuštanje stresa

2.3.2. Teorija repacije

2.3.3. Kelvinov model. jeza

2.3.4. Dinamička viskoelastičnost

2.3.5. Relaksacijska svojstva polimera. Princip superpozicije

Poglavlje 3

3.1. Termodinamika otopina polimera

3.1.1. Korišteni termodinamički pojmovi i veličine

3.1.2. Principi za izračunavanje entalpije i entropije miješanja

3.1.3. Flory-Hugginsova teorija

3.1.4. Koligativna svojstva otopina polimera. Osmotski tlak

3.1.5. Jednadžba stanja. Termodinamičke karakteristike otopine

3.1.6. Isključen volumen i termodinamička svojstva otopine

3.1.7. ograničena topljivost. Frakcioniranje

3.2. Svojstva polimernih otopina

3.2.1. Oteklina. Gelovi

3.2.2. Viskoznost razrijeđenih otopina polimera

3.2.3. Koncentrirane otopine polimera

3.3. Polielektroliti

3.3.1. Učinak naboja na konformacije makromolekula

3.3.2. Interakcija nabijenih lanaca s protuionima. Kolaps mreže

3.3.3. Svojstva otopina polielektrolita

3.4. Tekuće kristalno stanje polimera

3.4.1. Priroda tekuće-kristalnog stanja tvari

3.4.2. Utjecaj temperature i polja na sustave tekućih kristala

3.4.3. Viskoznost otopina polimera tekućih kristala

3.4.4. Polimerna vlakna s tekućim kristalima visoke čvrstoće i modula

Poglavlje 4

4.1. Kristalni polimeri

4.1.1. uvjeti kristalizacije. Struktura polimernog kristala

4.1.2. Kinetika kristalizacije

4.2. Tri agregatna stanja amorfnih polimera

4.2.1. Termomehanička krivulja

4.2.2. Staklasta i visokoelastična stanja polimera

4.2.3. Stanje viskoznosti polimera

4.2.4. Plastificiranje polimera

4.3. Mehanička svojstva polimera

4.3.1. Deformacijska svojstva polimera. Orijentacija

4.3.2. Teorijska i stvarna čvrstoća i elastičnost kristalnih i amorfnih polimera

4.3.3. Mehanika i mehanizam loma polimera

4.3.4. Udarna čvrstoća polimera

4.3.5. Izdržljivost. Zamorna čvrstoća polimera

4.4. Električna svojstva polimera

4.4.1. Polimerni dielektrici

4.4.2. Prijelazi opuštanja

4.4.3. Sintetički metali

5. poglavlje

5.1. Radikalna polimerizacija

5.1.1. Inicijacija radikalske polimerizacije

Kraj tablice 5.1

5.1.2. Elementarne reakcije i kinetika polimerizacije

1. Inicijacija.

2. Lančani rast.

3. Otvoreni krug.

5.1.3. Raspodjela molekulske mase tijekom radikalske polimerizacije

5.1.4. Utjecaj temperature i tlaka na radikalsku polimerizaciju

5.1.5. Difuzijski model završetka lanca. Učinak gela

5.1.6. katalitički prijenosni lanac

5.1.7. Polimerizacija pseudoživih radikala

5.1.8. emulzijska polimerizacija

5.2. Kationska polimerizacija

5.2.1. elementarne reakcije. Kinetika

5.2.2. Pseudokationske i pseudoživuće kationske polimerizacije

5.2.3. Učinak otapala i temperature

5.3. Anionska polimerizacija

5.3.1. Osnovne reakcije inicijacije

5.3.2. Kinetika anionske polimerizacije prekida lanca

5.3.3. živa polimerizacija. Blok kopolimeri

5.3.4. Grupna prijenosna polimerizacija

5.3.5. Utjecaj temperature, otapala i protuiona

5.4. Ionsko-koordinacijska polimerizacija

5.4.1. Ziegler-Natta katalizatori. Povijesni aspekt

5.4.2. Polimerizacija na heterogenim Ziegler-Natta katalizatorima

5.4.3. Anionsko-koordinacijska polimerizacija diena

5.5. Sinteza heterolančanih polimera ionskom polimerizacijom

5.5.1. Karbonilni spojevi

5.5.2. Polimerizacija otvaranja prstena estera i epoksida

5.5.3. Polimerizacija laktama i laktona

5.5.4. Ostali heterocikli

5.6. Koračna polimerizacija

5.6.1. Ravnotežna i neravnotežna polikondenzacija

5.6.2. Kinetika polikondenzacije

5.6.3. Raspodjela molekulske mase polimera tijekom polikondenzacije

5.6.4. Razgranati i umreženi polimeri

5.6.5. Fenoplasti, aminoplasti

5.6.7. Poliuretani. Polisiloksani

5.6.8. Aromatski polimeri s krutim lancem

5.6.9. Hiperrazgranati polimeri

5.7. Opća pitanja sinteze polimera

5.7.1. Termodinamika sinteze

5.7.2. Usporedba ionske i radikalske polimerizacije

5.7.3. O općenitosti pseudoživih procesa polimerizacije

Poglavlje 6

6.1. Kvantitativna teorija kopolimerizacije

6.1.1. Krivulje sastava kopolimera i relativne aktivnosti monomera

6.1.2. Sastav i mikrostruktura kopolimera. Statistički pristup

6.1.3. Višekomponentna kopolimerizacija

6.1.4. Kopolimerizacija do dubokih konverzija

6.2. Radikalna kopolimerizacija

6.2.1. Brzina kopolimerizacije

6.2.2. Priroda učinka predterminalne veze

6.2.3. Učinak temperature i tlaka na kopolimerizaciju radikala

6.2.4. Izmjenična kopolimerizacija

6.2.5. Utjecaj reakcijskog medija

6.2.6. Odnos između strukture monomera i radikala i reaktivnosti. q-e shema

6.3. Ionska kopolimerizacija

6.3.1. Ka I ionska kopolimerizacija

6.3.2. Anionska kopolimerizacija

6.3.3. Kopolimerizacija na Ziegler-Natta katalizatorima

Poglavlje 7

7.1. Karakteristične značajke makromolekula kao reagensa

7.1.1. Utjecaj susjednih veza

7.1.2. Makromolekularni i supramolekulski učinci

7.2. Umrežavanje polimera

7.2.1. Sušenje boja

7.2.2. Vulkanizacija gume

7.2.3. Stvrdnjavanje epoksida

7.3. Uništavanje polimera

7.3.1. Toplinsko uništenje. Ciklizacija

7.3.2. Toplinska oksidativna degradacija. Izgaranje

7.3.3. Fotodestrukcija. Fotooksidacija

7.4. Polimeru analogne transformacije

7.4.1. polivinil alkohol

7.4.2. Kemijske transformacije celuloze

7.4.3. Strukturna modifikacija celuloze

Književnost

3.4. Tekuće kristalno stanje polimera

3.4.1. Priroda tekuće-kristalnog stanja tvari

Struktura tvari u stanju tekućeg kristala je posredna između strukture tekućine i kristala. Ovo međustanje naziva se mezomerno, od "mesos" - međustanje. Postoji nekoliko vrsta mezofaza:

tekući kristali, koji se mogu nazvati položajno neuređeni kristali ili orijentacijski uređene tekućine, tvore ih anizotropne (izdužene) molekule, uključujući makromolekule krutih lanaca;

plastični kristali formirani od molekula s malom anizotropijom oblika, polimerne globule, karakterizira ih prisutnost pozicionog reda i odsutnost orijentacijskog reda;

condis-kristali koje tvore fleksibilne lančane makromolekule i organske cikličke strukture.

Molekule ili fragmenti makromolekula koji tvore mezofaze nazivaju se mezogeni, a odgovarajući kristali mezomorfni. Najčešće svojstvo tekućih kristala je anizotropija svojstava, što dovodi, posebice, do njihove zamućenosti. Upravo zahvaljujući toj osobini krajem 19. stoljeća otkriveni su tekući kristali. F. Reinitzer - kada je temperatura snižena, tekuća tvar kolesteril benzoat je postala mutna, a zatim je postala prozirna kada je povišena. Postojanje temperature pročišćavanja jedno je od karakterističnih obilježja prisutnosti sređenosti tekućih kristala. Drugi karakterističan znak stvaranja mezofaze je blagi toplinski učinak. Vrsta molekularnog pakiranja, njegov karakteristični uzorak - "tekstura", određuju se u polarizacijskom mikroskopu. Parametri strukture tekućeg kristala određuju se rendgenskom difrakcijskom analizom. Tekući kristali nastali u talinama tijekom taljenja kristalnih tijela nazivaju se termotropnima. Tekući kristali koji se pojavljuju u otopinama pri promjeni njihove koncentracije nazivaju se liotropnim.

Prvi znanstvenici koji su predvidjeli mogućnost stvaranja mezofaze pomoću polimera bili su V.A.Kargin i P.Flori. Šezdesetih godina prošlog stoljeća uređenje tekućih kristala otkriveno je prvo za krute lančane polimere, zatim za fleksibilne lančane polimere. Važna prednost polimera s tekućim kristalima u odnosu na tekuće polimere niske molekularne težine je sposobnost prvih za ostakljivanje, zbog čega je struktura tekućeg kristala fiksirana u čvrstom stanju. Ova okolnost značajno proširuje područja praktične upotrebe fenomena koji se razmatra, posebno u uređajima za snimanje i pohranu informacija.

Glavni kriterij za mogućnost prijelaza polimera u mezomorfno stanje je omjer duljine supstituentskog segmenta ili fragmenta prema promjeru x = L/d >> 1, koji zadovoljavaju aromatski poliamidi, celulozni eteri, -spiralni polipeptidi. , DNA, češljasti polimeri, itd. Zadani karakteristični omjer omogućuje izračunavanje koncentracije faznog prijelaza:

gdje je A konstanta jednaka 5-10. Ovaj odnos dobro vrijedi za liotropne sustave, tj. otopine polimera krutog lanca s različitim mehanizmima fleksibilnosti - perzistentni, rotacijski izomerni, slobodno artikulirani. Postoje tri glavne vrste kristalne faze: nematička, smektička i kolesterična (slika 3.16). U prvom, molekule se teže orijentirati duž jednog željenog smjera; u drugom, duž prevladavajućeg smjera, predstavljen spiralom; u trećem, uz orijentaciju molekula, postoji dalekometni translacijski poredak u jednoj ili više dimenzija, drugim riječima, slojeviti poredak.

Faza tekućeg kristala može nastati u otopinama i talinama krutih lančanih polimera, kao i kopolimera čije makromolekule sadrže fleksibilna i kruta područja. Tekući kristalni poredak polifosfazena, polidietilsiloksana i polidipropilsiloksana polimera, koji očito ne zadovoljavaju L >> d kriterij, sugerirao je da, pod određenim uvjetima, lančano otvrdnjavanje, spontano ravnanje i naknadno pakiranje u tzv. condis-crystal je moguće. Ovaj se pojam odnosi na konformacijski neuređeni kristal s izduženim lancima.

Prvu teoriju nematičkog uređenja polimera u tekućem kristalu predložio je L. Onsager 1949. godine za modelno rješenje dugih cilindričnih šipki duljine L i promjera d pod uvjetom L >> d. Ako otopina volumena V sadrži N štapića, tada su njihova koncentracija c i volumni udio φ redom jednaki:

Zbog toplinskog gibanja makromolekula, orijentacija njihovih dugih osi duž jednog smjera s uređenjem tekućih kristala ne može biti stroga, njihova raspodjela u smjerovima u odnosu na dani karakterizirana je funkcijom raspodjele . Za sustav koji se razmatra, proizvod je jednak broju šipki po jedinici volumena s pravcima koji leže unutar malog prostornog kuta. oko vektora . Vektor može imati bilo koji smjer, dok za izotropnu otopinu = const, za uređenu otopinu ima maksimum u smjeru koji se podudara sa smjerom orijentacije.

U Onsagerovoj teoriji, Gibbsova funkcija rješenja štapića izražava se kao zbroj tri člana:

gdje G 1 predstavlja doprinos Gibbsovoj funkciji povezanoj s kretanjem štapića, G 2 uzima u obzir gubitke entropije koji su neizbježni tijekom prijelaza u uređeno stanje. Od najvećeg je interesa treći član G 3 koji se odnosi na Gibbsovu funkciju (slobodnu energiju) međudjelovanja štapića. Prema Onsageru,

gdje je B(γ) drugi virijalni koeficijent međudjelovanja štapića čije duge osi međusobno zatvaraju kut y. U tom je slučaju međudjelovanje štapića ograničeno samo njihovim mogućim odbijanjem zbog međusobne nepropusnosti. Stoga je vrijednost B(γ) jednaka volumenu koji je jedan štap isključio za kretanje drugog.

Iz slike 3.17 slijedi da su isključeni volumen i, prema tome, B(γ) jednaki:

što odgovara paralelopipedu prikazanom na sl. 3.17.

Iz (3.118) se vidi da je za γ → 0, G 3 → 0, dakle, orijentacijski poredak ili, drugim riječima, raspored šipki paralelan jedan s drugim termodinamički povoljan, jer dovodi do smanjenja Gibbsova funkcija sustava. Ovaj zaključak je općenite prirode. Vrsta molekularnog pakiranja mezofaze, njezina tekstura, ma koliko bizarna bila, uvijek odgovara minimalnoj vrijednosti Gibbsove funkcije.

U Onsagerovoj teoriji dobiveni su sljedeći konačni rezultati.

1. Orijentacijski poredak u otopini dugih krutih šipki je fazni prijelaz drugog reda.

2. Za φ< φ i , раствор изотропен, при φ >φ a - anizotropan, na φ i< φ < φ a раствор разделяется на две фазы - изотропную и анизотропную.

3. Prijelazna područja povezana su s karakteristikama asimetrije makromolekule:

Poredak tekućih kristala u otopini krutih šipki Flory je također teorijski proučavao na temelju modela rešetke otopine. Izveo je sljedeći odnos koji povezuje kritičnu koncentraciju i parametar asimetrije:

Nakon postizanja koncentracije štapića ili štapićastih krutolančanih makromolekula jednake , otopina se dijeli na dvije faze - izotropnu i anizotropnu (tekuće-kristalnu). S porastom φ 2> relativna količina prvog se smanjuje, drugog - povećava, u granici će cijela otopina postati tekuće-naručena. Flory je po prvi put dobio opći prikaz faznog dijagrama otopine s tekućim kristalnim redom štapićastih molekula. Odgovara onom prikazanom na sl. 3.18 fazni dijagram sintetske otopine polipeptida poli-γ-benzil-L-glutamata. Gornji lijevi dio dijagrama odgovara izotropnoj fazi, gornji desni dio odgovara anizotropnoj fazi, srednji dio omeđen krivuljama odgovara koegzistenciji izotropne i anizotropne faze.

Dijagrame ove vrste karakterizira postojanje uskog koridora razdvajanja faza. Vjeruje se da bi trebao konvergirati u točki koja odgovara hipotetskoj temperaturi prijelaza polimera iz izotropnog u stanje tekućeg kristala. Jasno je da se ova točka treba nalaziti u gornjem desnom kutu dijagrama, stoga slijedi da se s porastom temperature hodnik treba sužavati i skrenuti udesno. Kada temperatura poraste iznad 15°C (početak koridora), omjer koncentracija polimera u koegzistirajućim izotropnim i anizotropnim fazama relativno se malo razlikuje - (F 2) od /(F2) anis = 1,5. Ovaj rezultat predvidio je Flory. Kod T< 15 °С в широкой двухфазной области концентрация полимера в анизотропной фазе (φ 2 ≈ 0,7 - 0,85) значительно выше по сравнению с изотропной (φ 2 ≈ 0,01-0,05).

• Djelatnost i pedagoški pogledi Jana Amosa Comeniusa
• Konstanta brzine izračunava se po formuli Vrijednost konstante brzine
• Fazni dijagrami dvokomponentnih sustava "polimer - otapalo" Fazni dijagrami dvokomponentnih sustava "polimer - otapalo"
• Fina i hiperfina struktura optičkih spektara
• Kako sami naučiti kemiju od nule: učinkoviti načini
• Svojstva i karakteristike alkena
• Osobine studenta iz mjesta obavljanja prakse
• Obilježja studenta koji je obavljao praksu u poduzeću: pravila pisanja
• Biografija Faradaya. Veliki znanstvenici. Michael Faraday. otkriće elektromagnetske rotacije
• Suvremene inovacije u obrazovanju

• Supstituenti na benzenskom prstenu dijele se u dvije skupine Reakcije benzenskog prstena
• Vrste kemijskih reakcija u organskoj kemiji. Elektrofilne adicijske reakcije
• Metode razdvajanja heterogenih smjesa
• Polimetakrilna kiselina
• Opće karakteristike elemenata VI A podskupine Elementi 6a podskupine
• Teorijske osnove fizike
• Teorija grafova u kemiji. teorija grafova. Osnovne definicije i teoremi teorije grafova
• Algebra i harmonija u kemijskim primjenama
• Testovi na kolegiju "Ekologija i upravljanje prirodom
• Direktor WWF-a Rusija Igor Čestin: Jakutija je među vodećima. Znam da puno putujete… Zašto vam ovo treba