1.4.1. ერთეულების ქიმიური იზომერიზმი

1.4.3. სტერეოიზომერიზმი

თავი 2. პოლიმერების ფიზიკა

2.1. მაკრომოლეკულების ფიზიკა

2.1.1. იდეალური ბურთი

2.1.2. ნამდვილი ჯაჭვები. გამორიცხული მოცულობის ეფექტი

2.1.3. ჯაჭვის მოქნილობა

2.2. პოლიმერის ელასტიურობის ბუნება

2.2.1. დრეკადი ძალის თერმოდინამიკური კომპონენტები

2.2.2. იდეალური გაზის ელასტიურობა

2.2.3. იდეალური ბურთის ელასტიურობა

2.2.4. პოლიმერული ბადის ელასტიურობა

2.3. პოლიმერული სისტემების ვიკოელასტიურობა

2.3.1. მაქსველის მოდელი. სტრესის რელაქსაცია

2.3.2. რეპტაციის თეორია

2.3.3. კელვინის მოდელი. Მიპარვა

2.3.4. დინამიური ვისკოელასტიურობა

2.3.5. პოლიმერების დამამშვიდებელი თვისებები. სუპერპოზიციის პრინციპი

თავი 3. პოლიმერული ხსნარები

3.1. პოლიმერული ხსნარების თერმოდინამიკა

3.1.1. გამოყენებული თერმოდინამიკური ცნებები და რაოდენობები

3.1.2. ენთალპიისა და შერევის ენტროპიის გამოთვლის პრინციპები

3.1.3. ფლორი-ჰაგინსის თეორია

3.1.4. პოლიმერული ხსნარების კოლიგაციური თვისებები. ოსმოსური წნევა

3.1.5. მდგომარეობის განტოლება. ხსნარის თერმოდინამიკური მახასიათებლები

3.1.6. გამორიცხულია ხსნარის მოცულობა და თერმოდინამიკური თვისებები

3.1.7. შეზღუდული ხსნადობა. ფრაქცია

3.2. პოლიმერული ხსნარების თვისებები

3.2.1. შეშუპება. გელები

3.2.2. განზავებული პოლიმერული ხსნარების სიბლანტე

3.2.3. კონცენტრირებული პოლიმერული ხსნარები

3.3. პოლიელექტროლიტები

3.3.1. მუხტების გავლენა მაკრომოლეკულების კონფორმაციაზე

3.3.2. დამუხტული ჯაჭვების ურთიერთქმედება კონტრაიონებთან. ბადეების ნგრევა

3.3.3. პოლიელექტროლიტური ხსნარების თვისებები

3.4. პოლიმერების თხევადი კრისტალური მდგომარეობა

3.4.1. მატერიის თხევადი კრისტალური მდგომარეობის ბუნება

3.4.2. ტემპერატურისა და ველების გავლენა თხევადკრისტალურ სისტემებზე

3.4.3. თხევადკრისტალური პოლიმერების ხსნარების სიბლანტე

3.4.4. მაღალი სიმტკიცის და მაღალი მოდულის თხევადკრისტალური პოლიმერული ბოჭკოები

თავი 4. პოლიმერული სხეულები

4.1. კრისტალური პოლიმერები

4.1.1. კრისტალიზაციის პირობები. პოლიმერული კრისტალის სტრუქტურა

4.1.2. კრისტალიზაციის კინეტიკა

4.2. ამორფული პოლიმერების სამი ფიზიკური მდგომარეობა

4.2.1. თერმომექანიკური მრუდი

4.2.2. პოლიმერების მინისა და მაღალ ელასტიური მდგომარეობა

4.2.3. პოლიმერების ბლანტი ნაკადის მდგომარეობა

4.2.4. პოლიმერების პლასტიზაცია

4.3. პოლიმერების მექანიკური თვისებები

4.3.1. პოლიმერების დეფორმაციის თვისებები. ორიენტაცია

4.3.2. კრისტალური და ამორფული პოლიმერების თეორიული და რეალური სიმტკიცე და ელასტიურობა

4.3.3. პოლიმერების განადგურების მექანიკა და მექანიზმი

4.3.4. პოლიმერების ზემოქმედების ძალა

4.3.5. გამძლეობა. პოლიმერების დაღლილობის სიძლიერე

4.4. პოლიმერების ელექტრული თვისებები

4.4.1. პოლიმერული დიელექტრიკები

4.4.2. რელაქსაციის გადასვლები

4.4.3. სინთეტიკური ლითონები

თავი 5. პოლიმერების სინთეზი ჯაჭვური და საფეხურიანი პოლიმერიზაციის მეთოდების გამოყენებით

5.1. რადიკალური პოლიმერიზაცია

5.1.1. რადიკალური პოლიმერიზაციის დაწყება

ცხრილის დასასრული 5.1

5.1.2. ელემენტარული რეაქციები და პოლიმერიზაციის კინეტიკა

1. ინიციაცია.

2. ჯაჭვის ზრდა.

3. ჩართვა.

5.1.3. მოლეკულური წონის განაწილება რადიკალური პოლიმერიზაციის დროს

5.1.4. ტემპერატურისა და წნევის გავლენა რადიკალურ პოლიმერიზაციაზე

5.1.5. ჯაჭვის შეწყვეტის დიფუზიური მოდელი. გელის ეფექტი

5.1.6. კატალიზური ჯაჭვის გადაცემა

5.1.7. ფსევდოლიზური რადიკალური პოლიმერიზაცია

5.1.8. ემულსიური პოლიმერიზაცია

5.2. კათიონური პოლიმერიზაცია

5.2.1. ელემენტარული რეაქციები. კინეტიკა

5.2.2. ფსევდო-კატიონური და ფსევდოცოცხალი კათიონური პოლიმერიზაცია

5.2.3. გამხსნელის და ტემპერატურის ეფექტი

5.3. ანიონური პოლიმერიზაცია

5.3.1. ძირითადი დაწყების რეაქციები

5.3.2. ანიონური პოლიმერიზაციის კინეტიკა ჯაჭვის შეწყვეტით

5.3.3. ცოცხალი პოლიმერიზაცია. ბლოკის კოპოლიმერები

5.3.4. ჯგუფური გადაცემის პოლიმერიზაცია

5.3.5. ტემპერატურის, გამხსნელის და კონტრ-იონის ეფექტი

5.4. იონური კოორდინაციის პოლიმერიზაცია

5.4.1. Ziegler-Natta კატალიზატორები. ისტორიული ასპექტი

5.4.2. პოლიმერიზაცია ჰეტეროგენულ Ziegler-Natta კატალიზატორებზე

5.4.3. დიენების ანიონური კოორდინაციის პოლიმერიზაცია

5.5. ჰეტეროჯაჭვის პოლიმერების სინთეზი იონური პოლიმერიზაციით

5.5.1. კარბონილის შემცველი ნაერთები

5.5.2. ეთერებისა და ეპოქსიდების რგოლის გახსნის პოლიმერიზაცია

5.5.3. ლაქტამებისა და ლაქტონების პოლიმერიზაცია

5.5.4. სხვა ჰეტეროციკლები

5.6. საფეხური პოლიმერიზაცია

5.6.1. წონასწორული და არათანაბარი პოლიკონდენსაცია

5.6.2. პოლიკონდენსაციის კინეტიკა

5.6.3. პოლიმერის მოლეკულური წონის განაწილება პოლიკონდენსაციის დროს

5.6.4. განშტოებული და ჯვარედინი პოლიმერები

5.6.5. ფენოპლასტიკა, ამინოპლასტები

5.6.7. პოლიურეთანი. პოლისილოქსანები

5.6.8. ხისტი ჯაჭვის არომატული პოლიმერები

5.6.9. ჰიპერტოპური პოლიმერები

5.7. პოლიმერების სინთეზის ზოგადი საკითხები

5.7.1. სინთეზის თერმოდინამიკა

5.7.2. იონური და რადიკალური პოლიმერიზაციის შედარება

5.7.3. ფსევდოცოცხალი პოლიმერიზაციის პროცესების ზოგადობაზე

თავი 6. ჯაჭვის კოპოლიმერიზაცია

6.1. კოპოლიმერიზაციის რაოდენობრივი თეორია

6.1.1. კოპოლიმერული შემადგენლობის მრუდები და მონომერების ფარდობითი აქტივობა

6.1.2. კოპოლიმერის შემადგენლობა და მიკროსტრუქტურა. სტატისტიკური მიდგომა

6.1.3. მრავალკომპონენტიანი კოპოლიმერიზაცია

6.1.4. კოპოლიმერიზაცია ღრმა კონვერტაციაში

6.2. რადიკალური კოპოლიმერიზაცია

6.2.1. კოპოლიმერიზაციის მაჩვენებელი

6.2.2. წინასწარი ტერმინალური ბმულის ეფექტის ბუნება

6.2.3. ტემპერატურისა და წნევის გავლენა რადიკალურ კოპოლიმერიზაციაზე

6.2.4. ალტერნატიული კოპოლიმერიზაცია

6.2.5. რეაქციის გარემოს გავლენა

6.2.6. კავშირი მონომერის სტრუქტურასა და რადიკალსა და რეაქტიულობას შორის. სქემა ქ-ე

6.3. იონური კოპოლიმერიზაცია

6.3.1. Ka I იონური კოპოლიმერიზაცია

6.3.2. ანიონური კოპოლიმერიზაცია

6.3.3. კოპოლიმერიზაცია Ziegler-Natta კატალიზატორებზე

თავი 7. პოლიმერული ქიმია

7.1. მაკრომოლეკულების, როგორც რეაგენტების დამახასიათებელი ნიშნები

7.1.1. მეზობელი ბმულების გავლენა

7.1.2. მაკრომოლეკულური და სუპრამოლეკულური ეფექტები

7.2. პოლიმერების ჯვარედინი კავშირი

7.2.1. საღებავების გაშრობა

7.2.2. რეზინების ვულკანიზაცია

7.2.3. ეპოქსიდური ფისების დამუშავება

7.3. პოლიმერების განადგურება

7.3.1. თერმული განადგურება. ციკლიზაცია

7.3.2. თერმულ-ოქსიდაციური განადგურება. წვა

7.3.3. ფოტოდესტრუქცია. ფოტოოქსიდაცია

7.4. პოლიმერის მსგავსი გარდაქმნები

7.4.1. პოლივინილის სპირტი

7.4.2. ცელულოზის ქიმიური გარდაქმნები

7.4.3. ცელულოზის სტრუქტურული მოდიფიკაცია

ლიტერატურა

4.2.2. პოლიმერების მინისა და მაღალ ელასტიური მდგომარეობა

შუშის მდგომარეობა არის ამორფული პოლიმერების მყარი მდგომარეობის ერთ-ერთი ფორმა, რომელიც ხასიათდება მცირე ელასტიური დეფორმაციებით ელასტიური მოდულის მაღალი მნიშვნელობებით E≈2.2·10 3 -5·10 3 მპა. ეს დეფორმაციები დაკავშირებულია ატომებსა და ძირითადი ჯაჭვის ბმის კუთხეებს შორის მანძილების უმნიშვნელო ცვლილებასთან.

მაღალ ელასტიურ მდგომარეობას ახასიათებს დიდი შექცევადი დეფორმაციები (600-800%-მდე) და პოლიმერის ელასტიურობის მოდულის დაბალი მნიშვნელობები (0,2-2 მპა). პოლიმერის დაჭიმვას უაღრესად ელასტიური დეფორმაციის დროს თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა სითბოს სახით, ხოლო შეკუმშვას – შეკუმშვა. დეფორმირებადი პოლიმერის ელასტიურობის მოდული იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხოლო ელასტიურობის მოდული მინის მდგომარეობაში მცირდება. უაღრესად ელასტიური დეფორმაცია ხდება დროთა განმავლობაში, რადგან ის გამოწვეულია სეგმენტების მოძრაობით და, შესაბამისად, არის რელაქსაციის მოლეკულურ-კინეტიკური პროცესი.

ელასტიური ძალის ბუნება, რომელიც წარმოიქმნება პოლიმერების დეფორმაციის დროს მინის და მაღალ ელასტიურ მდგომარეობებში, განხილულია თავში. 2.2.1. პირველ შემთხვევაში ეს დაკავშირებულია შინაგანი ენერგიის ცვლილებასთან, მეორეში - ენტროპიასთან. ენტროპული ელასტიურობის მოლეკულური მექანიზმი, რომელიც დაკავშირებულია მაკრომოლეკულური ხვეულების ყველაზე სავარაუდო ზომის აღდგენასთან, დეტალურად არის განხილული თავში. 2.2.

უაღრესად ელასტიური მდგომარეობა ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება "ჯვარედინი" რეზინებში, ე.ი. რეზინის ხაზოვან პოლიმერებში შეუქცევადი დეფორმაცია შექცევად დეფორმაციას ედება, ე.ი. ნაკადი. მაღალი ელასტიური მდგომარეობა შეიძლება შეინიშნოს პოლიმერებში სხვადასხვა ტემპერატურის დიაპაზონში - -100-დან 200 °C-მდე. მაღალი ელასტიური მასალების ტექნიკური გამოყენება დაკავშირებულია მათ დარტყმის შთანთქმის თვისებებთან და დაბალ ელასტიურ მოდულთან.

მაღალი სიხშირის გარეგანი პერიოდული ძალის ზემოქმედებისას, პოლიმერები, რომლებიც არიან უაღრესად ელასტიურ მდგომარეობაში, შეიძლება გარდაიქმნას ელასტიურ-მყარ დეფორმაციის მდგომარეობაში, რომელიც არ არის დაკავშირებული სეგმენტების მობილურობის „გაყინვასთან“ (ცხრილი 4.1). შუშის ამგვარ გადასვლას ძალის ველებში სტრუქტურული მინის გარდამავალი ტემპერატურის ზემოთ ტემპერატურაზე ეწოდება მექანიკური მინის გადასვლა. ამ ფენომენის ბუნება განხილული იყო წინა ნაწილში. 2.3.4.

პოლიმერების შუშის გადასვლა რელაქსაციის პროცესია. ის დაკავშირებულია რელაქსაციასთან, ე.ი. ძირითადი ჯაჭვის 5-20 ატომის შემცველი მაკრომოლეკულების სეგმენტების გადაადგილებით (დამოკიდებულია მის მოქნილობაზე). ამ პროცესს აქვს გამოხატული კოოპერატიული ხასიათი.

შუშის გადასვლისას მკვეთრად იცვლება თბოტევადობა, მოცულობითი გაფართოების ტემპერატურული კოეფიციენტი და თერმული შეკუმშვის კოეფიციენტი, ხოლო კონკრეტული მოცულობის, ენთალპიისა და ენტროპიის მრუდებში შეიმჩნევა მხოლოდ გადახრა. T T-ზე გიბსის ფუნქციის მეორე წარმოებულები

მკვეთრად ცვლილება, რაც მეორე რიგის ფაზის გადასვლის ნიშანია. ამის მიუხედავად, მინის გადასვლა არ არის ფაზური გადასვლა,

ცხრილი 4.1 შუშის გადასვლის ტემპერატურა, სტერული ფაქტორი (მოქნილობა) σ და Kuhn სეგმენტი სხვადასხვა კლასის პოლიმერებში

		კუნის სეგმენტი, ნმ
მოქნილი ჯაჭვის პოლიმერები:
პოლიქლოროპრენი
პოლიდპმეტილსპლოქსანი
პოლიესტერები
ცის-პოლიისონრენი (ბუნებრივი რეზინი)
პოლიბუტადიენი
ალიფატური პოლიამიდები
პოლიმეთილ მეთაკრილატი
პოლი და მეთილის აკრილი
პოლიბუტილის აკრილატი
პოლივინილის აცეტატი
პოლისტირონი
პოლიეთილენი
პოლიპროპილენი
პოლიაკრილონიტრილი
Პონივინის ქლორიდი
ხისტი ჯაჭვის პოლიმერები:
ტერეფტალის მჟავა და ფენოლფთალეინის პოლიარილატი
ტერეფთალის მჟავისა და ანიფთალეინის პოლიამიდი
პოლიიმიდი დიაჰიდრიდი 3,3",4,4"-ტეტრაკარბოქსიფენილ ოქსიდი და ანილინის ფლუორენი

ვინაიდან ეს იწვევს სისტემის არათანაბარი მეტასტაბილურ მდგომარეობას. ეს დასტურდება მთელი რიგი კინეტიკური მახასიათებლებით:

მინის გადასვლის ტემპერატურის ერთფეროვანი და შეუზღუდავი შემცირება გაგრილების სიჩქარის შემცირებით და პირიქით;

შუშის გადასვლისას სითბოს სიმძლავრის ცვლილების საპირისპირო მიმართულებით და მეორე რიგის ფაზური გადასვლისას (მინის გადასვლისას თბოტევადობა მცირდება).

როგორც წესი, მინის გადასვლის ტემპერატურა იცვლება დაახლოებით 3 °C-ით, როდესაც გაგრილების სიჩქარე იცვლება 10-ჯერ და მხოლოდ ზოგიერთ შემთხვევაში შეიძლება შეიცვალოს 10-15 °C-ით. ბარტენევმა შემოგვთავაზა ფორმულა შუშის გარდამავალი ტემპერატურის გამოსათვლელად ტემპერატურის ცვლილების სხვადასხვა სიჩქარით:

სადაც c არის მატერიალური მუდმივი; ერთობლივი გათბობის სიჩქარე °C/s-ში.

მინის გადასვლის თეორიები.ნებისმიერი კინეტიკური ერთეულის მობილურობა განისაზღვრება t რელაქსაციის დროით, რომელიც, ფორმულის (2.93) შესაბამისად, ექსპონენციალურად არის დამოკიდებული აქტივაციის ენერგიაზე. ნაჩვენებია, რომ ტემპერატურის კლებასთან ერთად, სეგმენტების გადაადგილების აქტივაციის ენერგია სწრაფად იზრდება, რაც დაკავშირებულია პოლიმერის თავისუფალი მოცულობის შემცირებასთან და კოოპერატიული რელაქსაციის სისტემის ზრდასთან. შუშის გადასვლისას თავისუფალი მოცულობა აღწევს მინიმალურ მნიშვნელობას და სეგმენტების მოძრაობა ჩერდება. პოლიმერის Vst-ის თავისუფალი მოცულობა განისაზღვრება გამოსახულებით:

სადაც V არის მთლიანი მოცულობა, ე.ი. პოლიმერის სხეულის რეალური მოცულობა; V 3 - ოკუპირებული მოცულობა მაკრომოლეკულების მოცულობის ტოლია. თავისუფალი მოცულობა ნაწილდება მთელ პოლიმერზე მიკროფორების სახით, რომელთა წარმოშობა დაკავშირებულია სტრუქტურის ჰეტეროგენურობასთან.

სხეულის მოცულობის ცვლილება გათბობის დროს ხასიათდება კოეფიციენტით

გაფართოებები. T > T c-ზე, პოლიმერის მოცულობის ცვლილება ძირითადად განისაზღვრება თავისუფალი მოცულობის ცვლილებით; ამ რეგიონისთვის გაფართოების კოეფიციენტი აღინიშნება როგორც 1. თ< Т с свободный объем изменяется в существенно меньшей степени (рис. 4.6), изменение объема полимера в этой области происходит по закону, характерному для твердых кристаллических тел с коэффициентом объемного расширения 2 . Величина ∆= 1 - 2 имеет физический смысл коэффициента температурного расширения свободного объема. Она связана с температурой стеклования полимеров эмпирическим уравнением Бойера-Симхи:

გიბსის და დი მარციოს თეორიაში პოლიმერის მინის გადასვლის პროცესი განიხილება სისტემის თერმოდინამიკური მდგომარეობის პერსპექტივიდან, რომელიც განისაზღვრება მაკრომოლეკულის შესაძლო კონფორმაციების რაოდენობით. ვარაუდობენ, რომ ჯაჭვის ერთეულების ორიენტაციის შესაძლო გზები შეიძლება შემცირდეს ორ უკიდურეს შემთხვევაში, რომლებიც შეესაბამება კონფორმატორების მაღალი ε 1 და დაბალი ε 2 ენერგეტიკულ მნიშვნელობებს. ჯაჭვის ბრუნვის იზომერის მოდელთან დაკავშირებით, პირველი შეიძლება მიეკუთვნოს ±გაუშის იზომერებს, მეორე კი ტრანს იზომერებს. T > T c პოლიმერს ახასიათებს დიდი კონფორმაციული ნაკრები და მნიშვნელოვანი მოლარული კონფორმაციული ენტროპია S K. ტემპერატურის კლებასთან ერთად მცირდება სეგმენტების თერმული მოძრაობის ინტენსივობა, ე.ი. ჯაჭვის მოქნილობა, შესაბამისად, შიდა ენერგიის დიდი (ε 1) მნიშვნელობების შესაბამისი კონფორმაციები გაყინულია და S K მცირდება. გარკვეულ ტემპერატურაზე T = T 2, ტრანს კონფორმაციების გადასვლა "+" ან "-" ღერზე შეუძლებელი ხდება და სეგმენტების თერმული მოძრაობა ჩერდება. ეს ნიშნავს, რომ ∆S K = 0, თუ გამოვიყენებთ ბოლცმანის ფორმულას კონფორმაციული ენტროპიის გამოსათვლელად და დავუშვებთ, რომ თერმოდინამიკური ალბათობა კონფორმაციის რიცხვის ტოლია.

ვინაიდან T2 არის ტემპერატურა, რომლის დროსაც ზეგაციებული სითხის (ამ შემთხვევაში ამორფული პოლიმერის) ჭარბი ენტროპია კრისტალთან შედარებით ნულოვანი ხდება, გიბს-დი მარციოს თეორიაში მინის გადასვლა ითვლება მეორე რიგის ფაზურ გადასვლად. მართლაც, შუშის გადასვლისას შეიმჩნევა ასეთი გადასვლის ზოგიერთი ფორმალური ნიშანი - სითბური სიმძლავრის ნახტომი, მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტის მკვეთრი ცვლილება და ა.შ. გარდა ამისა, ნაჩვენები იყო, რომ მინის გადასვლისას, გადანაწილდა გუში და ტრანს იზომერები ხდება, როგორც შემოთავაზებულია გიბს-დი თეორიის მიხედვით Marzio. პრაქტიკაში აღმოჩნდა, რომ T c > T 2 ყოველთვის. ამრიგად, თეორიის ავტორებმა ივარაუდეს, რომ T 2 = Tc მხოლოდ პოლიმერის გაციების უსასრულო სიჩქარით, როდესაც პოლიმერებში რელაქსაციის ფენომენები მინიმუმამდეა დაყვანილი. მაგრამ ამ პირობებშიც კი, არასწორია მინის გადასვლის იდენტიფიცირება მეორე რიგის ფაზის გადასვლით, რადგან მინის გადასვლა აფიქსირებს მეტასტაბილურ მდგომარეობას, რომლის ენტროპია ნებისმიერ ტემპერატურაზე მეტია კრისტალური მდგომარეობის ენტროპიაზე. ამრიგად, გასათვალისწინებელია, რომ არსებობს ორი დამოუკიდებელი გადასვლა T 2-ზე და Tc-ზე, რომლებიც კორელაციაშია ერთმანეთთან. მინის გადასვლის თერმოდინამიკური თეორია შემდგომში განვითარდა ადამისა და გიბსის ნაშრომებში.

მინის გადასვლის კინეტიკური თეორია.ძლიერი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების მქონე პოლარული პოლიმერებისთვის კარგი შედეგები მიიღება ჟურკოვის თეორიით, მინის გადასვლის ერთ-ერთი პირველი თეორიით. ამ თეორიის მიხედვით, პოლიმერის მინის გარდამავალი, ე.ი. სეგმენტების თერმული მოძრაობის შეწყვეტა განპირობებულია სუსტი ინტერმოლეკულური შეკრული ბმების სივრცითი ქსელის წარმოქმნით - დიპოლი, დონორი-მიმღები (წყალბადის ჩათვლით).

ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების ენერგია ტემპერატურაზე ცოტაა დამოკიდებული, ხოლო ერთეულების თერმული მოძრაობის ენერგია kT-ის პროპორციულია. ტემპერატურის კლებასთან ერთად მცირდება თერმული მოძრაობის ენერგია და როცა აღმოჩნდება არასაკმარისი მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალების დასაძლევად, იქმნება მოლეკულათაშორისი ბმების ქსელი, ე.ი. მინის გადასვლა ამ შემთხვევაში, შუშის მდგომარეობაში გადასასვლელად, საკმარისია "გაყინოთ" კუნის სეგმენტების მობილურობა, ხოლო სხვა სტრუქტურული ელემენტების მოძრაობა - ბმულები, გვერდითი შემცვლელები - შენარჩუნებულია.

შუშის მდგომარეობაში გადასვლისას ინტერმოლეკულური ბმების წარმოქმნა რიგი პოლარული პოლიმერებისთვის - პოლიამიდები, პოლივინილის სპირტი, ჟელატინი - დადასტურებულია IR სპექტროსკოპიით. ჟურკოვის თეორიის შესაბამისად, პოლიმერის პოლარობის და შესაბამისად ჯაჭვის სიხისტის მატებასთან ერთად იზრდება მინის გადასვლის ტემპერატურის მნიშვნელობა (ნახ. 4.7).

პოლიმერების პოლარული ჯგუფების დაბლოკვა დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთების მცირე დანამატების შეყვანით იწვევს მაკრომოლეკულური ურთიერთქმედების და, შესაბამისად, შუშის გადასვლის ტემპერატურის შემცირებას. ექსპერიმენტული მონაცემები ადასტურებს ამ პოზიციას.

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, აშკარაა, რომ შუშის გადასვლის ტემპერატურა, პირველ რიგში, დამოკიდებული იქნება ჯაჭვის მოქნილობის განმსაზღვრელ ფაქტორებზე და კონფორმაციული გადასვლების შესაძლებლობაზე. ჯაჭვის მოქნილობა განისაზღვრება ძირითადი ჯაჭვის ობლიგაციების ბუნებით, აგრეთვე ამ ჯაჭვზე შემცვლელების მოცულობითა და პოლარობით. ცნობილია, მაგალითად, რომ ეთერული ობლიგაციების ჯაჭვში შეყვანა ზრდის მის მოქნილობას, ხოლო ამიდური ჯგუფები - ამცირებს. ამის შესაბამისად, პირველ შემთხვევაში შუშის გადასვლის ტემპერატურა მცირდება, მეორეში კი იზრდება (იხ. ცხრილი 4.1). დეპუტატის გავლენა ყველაზე ხშირად შემდეგნაირად ვლინდება:

ეგრეთ წოდებული ნაყარი არადეფორმირებადი შემცვლელები ზრდის მინის გადასვლის ტემპერატურას, მაგალითად, პოლისტიროლისა და პოლივინილნაფთალენისთვის ეს არის 100 °C და 211 °C შესაბამისად;

მოქნილი გვერდითი ჯგუფები აქვეითებენ მინის გადასვლის ტემპერატურას, მაგალითად, პოლიმეთილის აკრილატს და პოლიბუტილის აკრილატს აქვთ მინის გადასვლის ტემპერატურა 2 ° C და -40 ° C, შესაბამისად;

შემცვლელის პოლარობის ზრდა იწვევს ჯაჭვის მოქნილობის შემცირებას მისი ბრუნვის თავისუფლების შეზღუდვის გამო და, შედეგად, მინის გადასვლის ტემპერატურის მატებამდე.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, დაბალი მოლეკულური წონის მნიშვნელობების რეგიონში, ეს უკანასკნელი გავლენას ახდენს პოლიმერის მინის გადასვლის ტემპერატურაზე. ეს აიხსნება მოკლე ჯაჭვების შემცველი პოლიმერის თავისუფალი მოცულობის ზრდით, რადგან მათი ბოლოები ხელს უშლის მაკრომოლეკულების მკვრივ შეფუთვას. დაბალმოლეკულური წონის პოლიმერის ჭარბი თავისუფალი მოცულობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ მაკრომოლეკულების კონფორმაციული გადასვლები შეიძლება მოხდეს დაბალ ტემპერატურაზე უფრო მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერთან შედარებით.

ჯვარედინი პოლიმერების შემთხვევაში ხდება საპირისპირო ფენომენი - ჯვარედინი დაკავშირება „აყრის“ მაკრომოლეკულებს, რაც იწვევს თავისუფალი მოცულობის შემცირებას და „ჯვარედინი“ პოლიმერის მინის გადასვლის ტემპერატურის ზრდას შედარებით. ხაზოვანი.

"

კომპანია Olenta ყიდის პოლიმერული მასალების უზარმაზარ ასორტიმენტს. ჩვენ ყოველთვის გვაქვს მაღალი ხარისხის თერმოპლასტიკა, მათ შორის თხევადკრისტალური პოლიმერები. Olenta-ში მომუშავე თანამშრომლებს აქვთ უმაღლესი სპეციალიზებული განათლება და კარგად ესმით პოლიმერული წარმოების თავისებურებები. ჩვენთან ყოველთვის შეგიძლიათ მიიღოთ რჩევები და ნებისმიერი დახმარება მასალის არჩევასა და ტექნოლოგიური პროცესის ორგანიზებასთან დაკავშირებით.
თხევადკრისტალურ პოლიმერებს აქვთ ძალიან მაღალი სიმტკიცე და სიმტკიცე. ისინი არ აწარმოებენ ფლეშს ჩამოსხმისას. რეკომენდირებულია ზუსტი ჩამოსხმისთვის. მათ აქვთ შესანიშნავი განზომილებიანი სტაბილურობა. ახასიათებს ძალიან მოკლე გაგრილების დრო. მათ ახასიათებთ სახსრების უკიდურესად დაბალი სიმტკიცით. აქ ნახავთ თხევადკრისტალურ პოლიმერს Toray-სგან. მასალა იწარმოება იაპონიის ქარხანაში.

Toray-ის მიერ წარმოებული თხევადი კრისტალური პოლიმერი

შევსება	ბრენდი	აღწერა	განაცხადი
შუშის შევსება		მაღალი სიმტკიცის პოლიმერი, 35% მინის შევსებული	მიკროელექტრონიკა
მოკლე მინა		მაღალი ნაკადის პოლიმერი, 35% მინის შევსებული	მიკროელექტრონიკა
მოკლე მინა და მინერალები		სუპერ მაღალი ნაკადის პოლიმერი, 30% მინით შევსებული	მიკროელექტრონიკა
		ანტისტატიკური პოლიმერი, 50% შემავსებელი	მიკროელექტრონიკა
მინა და მინერალები		დაბალი დეფორმაცია, 50% შევსება	მიკროელექტრონიკა
მინერალები		დაბალი დეფორმაცია, 30% შევსება	მიკროელექტრონიკა

თხევადკრისტალური პოლიმერების მახასიათებლები

ტრადიციული პოლიმერული ნაერთებისგან განსხვავებით, ამ მასალებს აქვთ მრავალი გამორჩეული თვისება. თხევადი კრისტალური პოლიმერები არის მაღალმოლეკულური ნაერთები, რომლებსაც შეუძლიათ შეცვალონ თავიანთი მდგომარეობა გარე პირობების გავლენის ქვეშ. მოქნილი მოლეკულური ბმების გამო, მაკრომოლეკულების ჯაჭვს შეუძლია შეცვალოს თავისი ფორმა ფართო დიაპაზონში და შექმნას სტაბილური და გამძლე კრისტალური სტრუქტურა.

ეს პოლიმერები ინარჩუნებენ სტაბილურ სიძლიერის თვისებებს დნობის წერტილამდე. მათ აქვთ ძალიან მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობა და დიელექტრიკული თვისებები.

თხევადი კრისტალური პოლიმერები ფართოდ გამოიყენება ელექტრონული კომპონენტების, მიკროტალღური რეზისტენტული ჭურჭლისა და სამედიცინო ინსტრუმენტების წარმოებაში.

კომპანიის შესახებ OLENTA

ჩვენს კომპანიას აქვს რამდენიმე უპირატესობა:

• გონივრული ფასები;
• დიდი გამოცდილების მქონე სპეციალისტები;
• ვადების და შეთანხმებების მკაცრი დაცვა;
• სტრუქტურული პლასტმასის ფართო სპექტრი;
• თანამშრომლობა პოლიმერის უმსხვილეს მწარმოებლებთან.

OLENTA აწვდის თხევადკრისტალურ პოლიმერებს ექსკლუზიურად სანდო მწარმოებლებისგან. ეს არა მხოლოდ უნაკლო ხარისხის გარანტიას წარმოადგენს, არამედ ამცირებს ნებისმიერ რისკს, რომელიც დაკავშირებულია მიწოდების შეფერხებასთან ან ვალდებულებების არასწორ შესრულებასთან.

ვაქვეყნებთ მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტის მაკრომოლეკულური ნაერთების განყოფილების უფროსი მკვლევარის ლექციის ჩანაწერს, ასოცირებულ პროფესორს, ქიმიურ მეცნიერებათა დოქტორს, 2009 წლის რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტის პრემიის ლაურეატი ახალგაზრდა მეცნიერებს. , ალექსეი ბობროვსკი, მიცემული 2010 წლის 2 დეკემბერს პოლიტექნიკურ მუზეუმში პროექტის „საჯარო ლექციები Polit.RU“ ფარგლებში.

Იხილეთ ასევე:

ლექციის ტექსტი. Ნაწილი 1

Საღამო მშვიდობისა! მინდა რამდენიმე ცვლილება შევიტანო რეგლამენტში: ლექცია შედგება ორი ნაწილისგან: ჯერ თხევადი კრისტალები, შემდეგ თხევადი კრისტალური პოლიმერები, ამიტომ მინდა შემოგთავაზოთ კითხვების დასმა პირველი ნაწილის შემდეგ. უფრო ადვილი იქნება.

მინდა ვთქვა, რომ მთავარი ამოცანა, რომელიც ჩემს თავს დავაყენე ამ ლექციის მომზადებისას, არის არა იმდენად, რომ დატვირთოთ უხვად ინფორმაცია თხევადი კრისტალების და მათი გამოყენების შესახებ, არამედ როგორმე დაგაინტერესოთ თხევადი კრისტალები, მოგაწოდოთ რამდენიმე საწყისი კონცეფცია: რა არის ისინი და აჩვენებს, თუ რამდენად ლამაზი და საინტერესოა ისინი, არა უტილიტარული თვალსაზრისით (სად შეიძლება მათი გამოყენება), არამედ მეცნიერებისა და ხელოვნების თვალსაზრისით (რაოდენ ლამაზები არიან ისინი თავისთავად). ჩემი მოხსენების გეგმა.

პირველ რიგში გეტყვით როდის და როგორ აღმოაჩინეს თხევადი კრისტალური მდგომარეობა, რა ხდის თხევად კრისტალებს უნიკალურს სხვა ობიექტებთან შედარებით, ხოლო ჩემი მოხსენების მეორე ნაწილში ვისაუბრებ თხევადკრისტალურ პოლიმერებზე და რატომ არიან ისინი საინტერესო და მშვენიერი. .

ყველამ იცის, რომ ნივთიერებების უმეტესობაში მოლეკულები ქმნიან კრისტალურ მდგომარეობას, მოლეკულები ქმნიან სამგანზომილებიან კრისტალურ გისოსს, დალაგებულია სამ განზომილებაში და როდესაც თბება გარკვეულ ტემპერატურაზე, შეინიშნება ფაზური გადასვლა სამგანზომილებიანი მოწესრიგებული მდგომარეობიდან. მოუწესრიგებელი თხევადი მდგომარეობა და შემდგომი გაცხელებით - აირისებურ მდგომარეობაში. აღმოჩნდა, რომ არის შუალედური ფაზა, რომლებსაც აქვთ სითხის საერთო მდგომარეობა, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, აქვთ გარკვეული რიგი: არა სამგანზომილებიანი, არამედ ორგანზომილებიანი ან სხვა გადაგვარებული რიგი. ახლა აგიხსნით რაზეა საუბარი.

მატერიის უჩვეულო მდგომარეობის პირველი მოხსენება - მატერიის თხევადი კრისტალური მდგომარეობა, თუმცა ეს ტერმინი იმ დროს არ არსებობდა - შედგა 1888 წელს. ზოგიერთი სხვა მონაცემების მიხედვით, ნივთიერების ასეთი უჩვეულო მდგომარეობა დაფიქსირდა 1850 წელს, მაგრამ ზოგადად მიღებულია, რომ 1888 წელს ფრიდრიხ რეინიცერმა, ავსტრიელმა მეცნიერმა, გამოიკვლია ნივთიერება ქოლესტერილ ბენზოატი - ქოლესტერინის წარმოებული - და აღმოაჩინა, რომ როდესაც გახურდება 145°-ზე კრისტალური ფაზა (თეთრი ფხვნილი) იქცევა უცნაურ მოღრუბლულ სითხეში და შემდგომი გაცხელებისას 179°-მდე შეინიშნება გადასვლა ჩვეულებრივ გამჭვირვალე სითხეში. იგი ცდილობდა ამ ნივთიერების გაწმენდას, რადგან არ იყო დარწმუნებული, რომ მას ჰქონდა სუფთა ქოლესტერინის ბენზოატი, მაგრამ მიუხედავად ამისა, ეს ორი ფაზის გადასვლა გამრავლდა. ამ ნივთიერების ნიმუში მან თავის მეგობარ ფიზიკოს ოტო ფონ ლემანს გაუგზავნა. ლემანმა შეისწავლა ჩვეულებრივი კრისტალები, მათ შორის პლასტმასის კრისტალები, რომლებიც რბილია შეხებით და განსხვავდება ჩვეულებრივი მყარი კრისტალებისაგან. კვლევის ძირითადი მეთოდი იყო პოლარიზებული ოპტიკური მიკროსკოპი - მიკროსკოპი, რომელშიც სინათლე გადის პოლარიზატორის მეშვეობით, გადის ნივთიერებაში, შემდეგ კი ანალიზატორის მეშვეობით - ნივთიერების თხელი ფენით. როდესაც პოლარიზატორისა და ანალიზატორის შორის მოთავსებულია გარკვეული ნივთიერების კრისტალები, შეგიძლიათ იხილოთ ტექსტურები - დამახასიათებელი გამოსახულებები სხვადასხვა კრისტალური ნივთიერებებისთვის - და ამით შეისწავლოთ კრისტალების ოპტიკური თვისებები. აღმოჩნდა, რომ ოტო ფონ ლემანი დაეხმარა მას იმის გაგებაში, თუ რა იყო შუალედური მდგომარეობის, ბოდვის მიზეზი. ოტო ფონ ლემანი სერიოზულად იყო დარწმუნებული, რომ კრისტალური ნივთიერებების, კრისტალების ყველა თვისება დამოკიდებულია მხოლოდ მოლეკულების ფორმაზე, ანუ არ აქვს მნიშვნელობა, როგორ განლაგებულია ისინი ამ კრისტალში, მნიშვნელოვანია მოლეკულების ფორმა. თხევადი კრისტალების შემთხვევაში კი მართალი იყო – მოლეკულების ფორმა განსაზღვრავს თხევადი კრისტალური ფაზის (ძირითადად მოლეკულების ფორმის) წარმოქმნის უნარს. აქვე მინდა ვისაუბრო თხევადი კრისტალების შესწავლის მთავარ ისტორიულ ეტაპებზე, რაც ყველაზე მნიშვნელოვანია ჩემი აზრით.

1888 წელს რეინიცერმა დაწერა, რომ არსებობენ კრისტალები, რომელთა რბილობა ისეთია, რომ მათ შეიძლება ეწოდოს თხევადი, შემდეგ ლემანმა დაწერა სტატია დინებაში კრისტალების შესახებ, ფაქტობრივად, მან დაადგინა ტერმინი. თხევადი კრისტალები. მნიშვნელოვანი ისტორიული ეპიზოდი: 20-30-იან წლებში საბჭოთა ფიზიკოსმა ფრედერიკმა შეისწავლა სხვადასხვა მაგნიტური და ელექტრული ველის გავლენა თხევადი კრისტალების ოპტიკურ თვისებებზე და მან აღმოაჩინა მნიშვნელოვანი რამ: თხევად კრისტალებში მოლეკულების ორიენტაცია ძალიან ადვილად იცვლება. გარე ველების გავლენა და ეს ველები ძალიან სუსტია და ძალიან სწრაფად იცვლება. 60-იანი წლების ბოლოდან დაიწყო თხევადი კრისტალური სისტემებისა და თხევადი ბროლის ფაზების შესწავლის ბუმი და ეს დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ მათ ისწავლეს მათი გამოყენება. პირველ რიგში, ინფორმაციის ჩვენების სისტემებისთვის ჩვეულებრივ ელექტრონულ ციფრულ საათებში, შემდეგ კალკულატორებში და კომპიუტერული ტექნოლოგიების მოსვლასთან ერთად, ცხადი გახდა, რომ თხევადი კრისტალები შეიძლება აქტიურად იქნას გამოყენებული დისპლეების წარმოებისთვის. ბუნებრივია, ასეთმა ტექნოლოგიურმა ნახტომმა სტიმული მისცა თხევადი კრისტალების შესწავლას ფუნდამენტური მეცნიერების თვალსაზრისით, მაგრამ მინდა აღვნიშნო, თუ რამდენად დიდია დროითი უფსკრული თხევად კრისტალებთან დაკავშირებულ სამეცნიერო აღმოჩენებს შორის. ფაქტობრივად, ხალხი მათ ცნობისმოყვარეობის გამო აინტერესებდა, არ იყო უტილიტარული ინტერესი, არავინ იცოდა მათი გამოყენება და, მით უმეტეს, იმ წლებში (20-30-იანი წლები) ფარდობითობის თეორია გაცილებით საინტერესო იყო. სხვათა შორის, ფრედერიკსი საბჭოთა კავშირში ფარდობითობის თეორიის პოპულარიზატორი იყო, შემდეგ რეპრესირებულ იქნა და ბანაკებში გარდაიცვალა. სინამდვილეში, 80 წელი გავიდა თხევადი კრისტალების აღმოჩენიდან, სანამ არ ისწავლეს მათი გამოყენება. მეცნიერების დაფინანსების თავისებურებებზე საუბრისას ამ მაგალითს ხშირად ვაძლევ.

მსურს ვისაუბრო თხევადი კრისტალური ფაზის ძირითად ტიპებზე. როგორ მუშაობს მეზოფაზა, კერძოდ, თხევადი კრისტალური ფაზა?

როგორც წესი, თხევადი კრისტალური ფაზა იქმნება მოლეკულებით, რომლებსაც აქვთ ღეროს ან დისკის ფორმის ფორმა, ანუ მათ აქვთ ფორმის ანისომეტრია, ძირითადად ღეროები ან დისკები. შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ კარგი ექსპერიმენტი, რომლის დაყენებაც მარტივია: თუ შემთხვევით ჩაასხით ჩხირები კოლოფში და შეანჯღრიეთ, მაშინ ამ შერყევის შედეგად შეამჩნევთ, რომ თავად ჩხირები პარალელურად არის დაწყობილი, რაც ასეა უმარტივესი ნემატიკა. ფაზა მოწყობილია. არსებობს ორიენტაციის წესრიგი გარკვეული მიმართულებით, მაგრამ მოლეკულების მასის ცენტრი მოუწესრიგებელია. არსებობს ბევრად უფრო რთული ფაზები, მაგალითად, სმექტური ტიპის, როდესაც მასის ცენტრი სიბრტყეებშია, ანუ ასეთი ფენიანი ფაზები. ქოლესტერინის ფაზა ძალიან საინტერესოა: მისი ლოკალური წესრიგი იგივეა, რაც ნემატურის, არის ორიენტაციის რიგი, მაგრამ ასობით ნანომეტრის მანძილზე წარმოიქმნება სპირალური სტრუქტურა გარკვეული გადახვევის მიმართულებით და ჩნდება ეს ფაზა განპირობებულია იმით, რომ მოლეკულები ქირალურია, ანუ აუცილებელია მოლეკულური ქირალობა (ეს მოგვიანებით აგიხსნით), რათა ჩამოყალიბდეს ასეთი სპირალური ბრუნვა. ამ ფაზას ასევე აქვს საინტერესო თვისებები, ისევე როგორც ნემატური, და ასევე შეუძლია გარკვეული გამოყენების პოვნა. ის ფაზები, რომლებზეც მე ვისაუბრე, ყველაზე მარტივია. არსებობს ეგრეთ წოდებული ლურჯი ფაზები.

მათზე ცოტას შევჩერდები, როცა პოლიმერებზე ვისაუბრებ, ეს ცოტათი დაკავშირებულია ჩემს საქმიანობასთან. აქ ეს ხაზები მიუთითებს მოლეკულების ორიენტაციის მიმართულებაზე და ასეთი ფაზების მთავარი სტრუქტურული ელემენტია ისეთი ცილინდრები, რომლებშიც ჭკვიანურად იცვლება მოლეკულების გრძელი ღერძების ორიენტაცია, ანუ ამ ცილინდრის ცენტრში ორიენტაცია არის გასწვრივ. ცილინდრის ღერძი და პერიფერიისკენ გადაადგილებისას შეინიშნება ბრუნვა. ეს ფაზები ძალზე საინტერესოა სტრუქტურის თვალსაზრისით, ძალიან ლამაზია პოლარიზებულ მიკროსკოპში და მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ დაბალმოლეკულური წონის თხევადი კრისტალების შემთხვევაში ეს ფაზები არსებობს რამდენიმე მეათედი გრადუსით, საუკეთესო შემთხვევაში 2. -3° ტემპერატურული დიაპაზონი და პოლიმერების შემთხვევაში მოვახერხე ამ საინტერესო სტრუქტურების დაფიქსირება და ამის შესახებ მოგვიანებით მოგიყვებით. ცოტა ქიმია. როგორ გამოიყურება თხევადი ბროლის მოლეკულების სტრუქტურა?

ჩვეულებრივ არის 2-3 ბენზოლის რგოლის არომატული ნაწილი, ზოგჯერ შეიძლება იყოს ორი არომატული რგოლი პირდაპირ დაკავშირებული, შეიძლება იყოს დამაკავშირებელი ნაწილი. მნიშვნელოვანია, რომ ეს ფრაგმენტი წაგრძელებული იყოს, ანუ მისი სიგრძე აღემატებოდეს სიგანეს და საკმაოდ ხისტი იყოს და გრძელი ღერძის გარშემო ბრუნვა შესაძლებელია, მაგრამ ამ ბრუნვის დროს ფორმა წაგრძელებული რჩება. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია თხევადი ბროლის ფაზის ფორმირებისთვის. მოლეკულაში მნიშვნელოვანია მოქნილი კუდების არსებობა - ეს არის სხვადასხვა ალკილის კუდები და მნიშვნელოვანია სხვადასხვა პოლარული შემცვლელების არსებობა. ეს მნიშვნელოვანია აპლიკაციისთვის და ქმნის დიპოლურ მომენტებს და გარე ველებში გადაადგილების უნარს, ანუ ეს მოლეკულა შედგება ორი ძირითადი ნაწილისგან: მეზოგენური ფრაგმენტი ზოგიერთი შემცვლელით (პოლარული ან არაპოლარული) და მოქნილი კუდი. რომელსაც შეუძლია მოხრა. რატომ არის საჭირო? ის მოქმედებს როგორც შიდა პლასტიზატორი, რადგან თუ თქვენ აიღებთ ხისტ მოლეკულებს, ისინი კრისტალიზდებიან - ისინი წარმოქმნიან სამგანზომილებიან კრისტალს ყოველგვარი მეზოფაზების გარეშე, თხევადი კრისტალური ფაზების გარეშე, ხოლო მოქნილი კუდი ხშირად ეხმარება კრისტალს შორის შუალედური ფაზის წარმოქმნას. და ჩვეულებრივი იზოტროპული სითხე. მოლეკულების კიდევ ერთი ტიპია დისკის ფორმის მოლეკულები. აი, ასეთი დისკების ზოგადი სტრუქტურა, რომლებსაც ასევე შეუძლიათ შექმნან მეზაფაზები, მაგრამ მათ აქვთ სრულიად განსხვავებული სტრუქტურა, ვიდრე წაგრძელებულ მოლეკულებზე დაფუძნებული ფაზები. მინდა ხაზგასმით აღვნიშნო, რამდენად ლამაზია თხევადი კრისტალები პოლარიზებული მიკროსკოპის ქვეშ.

პოლარიზაციის მიკროსკოპია თხევადი კრისტალების შესწავლის პირველი მეთოდია, ანუ სურათიდან, რომელსაც მკვლევარი აკვირდება ჯვარედინი პოლარიზატორების პოლარიზებულ მიკროსკოპში, შეიძლება ვიმსჯელოთ რა სახის მეზოფაზა, რა ტიპის თხევადი კრისტალური ფაზა იქმნება. ეს არის ნემატური ფაზის დამახასიათებელი სურათი, რომლის მოლეკულები მხოლოდ ორიენტაციის წესრიგს ქმნიან. ასე გამოიყურება სმექტური ფაზა. რომ წარმოდგენა მოგცეთ ამ ყველაფრის მასშტაბზე, ანუ ის ბევრად აღემატება მოლეკულურ შკალას: სურათის სიგანე ასობით მიკრონია, ანუ მაკროსკოპული სურათია, ტალღის სიგრძეზე ბევრად დიდი. ხილული სინათლისგან. და ასეთი სურათების გაანალიზებით შეიძლება ვიმსჯელოთ როგორი სტრუქტურა არსებობს. ბუნებრივია, არსებობს ამ მეზოფაზების სტრუქტურისა და ზოგიერთი სტრუქტურული თავისებურებების განსაზღვრის უფრო ზუსტი მეთოდები - მეთოდები, როგორიცაა რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი, სხვადასხვა ტიპის სპექტროსკოპია - ეს საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, როგორ და რატომ არის მოლეკულები შეფუთული ამა თუ იმ გზით. .

სურათის სხვა სახეობაა დნმ-ის მოკლე ფრაგმენტების კონცენტრირებული ხსნარი (წყალხსნარი) – ასეთი სურათი მიიღეს კოლორადოს უნივერსიტეტში. ზოგადად რომ ვთქვათ, ბიოლოგიურ ობიექტებში თხევადი კრისტალური ფაზების წარმოქმნის მნიშვნელობა და თავისებურებები ცალკე დიდი განხილვის თემაა და მე არ ვარ ამის ექსპერტი, მაგრამ შემიძლია ვთქვა, რომ ბიოლოგიური ხასიათის ბევრ პოლიმერს შეუძლია სითხის წარმოქმნა. კრისტალური ფაზა, მაგრამ ეს ჩვეულებრივ არის ლიოტროპული თხევადი კრისტალური ფაზა, ანუ მნიშვნელოვანია, რომ გამხსნელი, როგორიცაა წყალი, იყოს ამ თხევადი კრისტალური ფაზის შესაქმნელად. ეს არის სურათები, რაც მე მივიღე.

ასე გამოიყურება ქოლესტერინის მეზოფაზა - ერთ-ერთი ტიპიური სურათი. მსურს ვაჩვენო, რა ლამაზად გამოიყურება ფაზური გადასვლები: როდესაც ტემპერატურა იცვლება, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ ფაზურ გადასვლას.

როდესაც ტემპერატურა იცვლება, შეინიშნება გარდატეხის ცვლილება, ამიტომ ფერები იცვლება, ჩვენ ვუახლოვდებით გადასვლას - და შეინიშნება გადასვლა იზოტროპულ დნობაზე, ანუ ყველაფერი დაბნელდა, მუქი სურათი ჩანს გადაკვეთილ პოლარიზერებში.

სხვა შემთხვევაში, ცოტა უფრო რთულია: თავიდან ბნელი სურათი ჩანს, მაგრამ ბუნება გვატყუებს, მოლეკულები უბრალოდ ორიენტირებულია ისე, რომ ისინი იზოტროპულ დნობას ჰგავს, მაგრამ იყო თხევადი კრისტალური ფაზა. აქ არის გადასვლა სხვა თხევადკრისტალურ ფაზაზე - გაციებისას, ორიენტაციის უფრო მოწესრიგებული ცვლილებები. წითელი ფერი ასოცირდება სპირალის სტრუქტურასთან სპირალის გარკვეული სიმაღლით და ხვეულის სიმაღლე იცვლება, ხვეული ტრიალებს, ამიტომ ხდება ფერების ცვლილება. ჩანს სხვადასხვა დისლინაცია, ანუ სპირალი ტრიალებს და ახლა რაღაც მომენტში შეინიშნება ამ ნიმუშის კრისტალიზაცია, ეს ყველაფერი გალურჯდება. ამას ვაჩვენებ იმით, რომ, მაგალითად, თხევადი კრისტალების შესწავლის ჩემი ერთ-ერთი პირადი მოტივი მათი სილამაზეა, მათ სიამოვნებით ვუყურებ მიკროსკოპით, ამის სიამოვნება მაქვს ყოველდღე და ესთეტიკური ინტერესი მხარდაჭერილია. მეცნიერული ინტერესით. ახლა იქნება კრისტალიზაცია, ყველაფერი რეალურ დროში ხდება. მე არ მაქვს ზარები და სასტვენები, ეს არის ჩვეულებრივი საპნის ჭურჭელი, რომელიც დამონტაჟებულია მიკროსკოპზე, ამიტომ ხარისხი შესაბამისია. აქ იზრდება ამ ნაერთის სფერულიტები. ეს ნაერთი ჩვენთვის ჩეხეთის ქიმიკოსებმა მოამზადეს. (ჩვენ თვითონ ვა სინთეზირებთ LCD ნაერთებს.) ცოტა რამ უნდა ითქვას იმის შესახებ, თუ რატომ გამოიყენება ისინი ფართოდ.

თითოეულ ჩვენგანს თან აქვს მცირე რაოდენობით თხევადი კრისტალები, რადგან მობილური ტელეფონის ყველა მონიტორი დაფუძნებულია თხევად კრისტალებზე, რომ აღარაფერი ვთქვათ კომპიუტერის მონიტორებზე, დისპლეებზე, ტელევიზიის მონიტორებზე და ზოგადად პლაზმური მონიტორებისა და LED მონიტორების სერიოზული კონკურენციის შესახებ - მაშინ, როგორც რამდენადაც ვიცი (მე არ ვარ ამის ექსპერტი), არა. თხევადი კრისტალები სტაბილურია და არ საჭიროებს დიდ ძაბვას სურათის გადასართავად - ეს ძალიან მნიშვნელოვანია. თხევად კრისტალებში შეიმჩნევა მნიშვნელოვანი კომბინაცია, ეგრეთ წოდებული თვისებების ანიზოტროპია, ანუ თვისებების განსხვავებულობა გარემოში სხვადასხვა მიმართულებით, მათი დაბალი სიბლანტე, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სითხე, შესაძლებელია რაიმე სახის ოპტიკური შექმნა. მოწყობილობა, რომელიც გადართავს და რეაგირებს დამახასიათებელი გადართვის დროით მილიწამებში ან თუნდაც მიკროწამებში, არის მაშინ, როდესაც თვალი ვერ ამჩნევს ამ ცვლილების სიჩქარეს, რის გამოც შესაძლებელია LCD-ების და ტელევიზიის დისპლეების არსებობა და ძალიან მაღალი მგრძნობელობა გარე ველების მიმართ. ეს ეფექტები აღმოჩენილი იყო ფრედერიკამდე, მაგრამ შეისწავლა მის მიერ და ორიენტაციის გადასვლას, რომელზეც ახლა ვისაუბრებ, ფრედერიკსის გარდამავალი ეწოდება. როგორ მუშაობს მარტივი ციფრული საათის აკრიფეთ და რატომ გამოიყენება თხევადი კრისტალები ასე ფართოდ?

მოწყობილობა ასე გამოიყურება: არის თხევადი ბროლის ფენა; ჩხირები წარმოადგენენ ორიენტაციის მიმართულებას თხევადი ბროლის მოლეკულაში, რა თქმა უნდა, ისინი არ არის მასშტაბური, ისინი ბევრად უფრო მცირეა ვიდრე დიზაინის დანარჩენი ელემენტები, არის ორი პოლარიზატორი, ისინი გადაკვეთილია ისე, რომ არ იყოს თხევადი ბროლის ფენა, სინათლე არ გაივლის მათში. არის მინის სუბსტრატები, რომლებზედაც დატანილია თხელი გამტარი ფენა, რათა მოხდეს ელექტრული ველის გამოყენება; ასევე არსებობს ისეთი სახიფათო ფენა, რომელიც თხევადი კრისტალის მოლეკულებს გარკვეულწილად ორიენტირებს, ხოლო ორიენტაცია დაყენებულია ისე, რომ ზედა სუბსტრატზე მოლეკულები ორიენტირებულია ერთი მიმართულებით, ხოლო მეორე სუბსტრატს - პერპენდიკულარული მიმართულებით. ანუ თხევადი ბროლის მოლეკულების გრეხილი ორიენტაცია ორგანიზებულია, ასე რომ, სინათლე, როდესაც ის ეცემა პოლარიზატორის, პოლარიზდება - ის შედის თხევად კრისტალურ გარემოში და მისი პოლარიზაციის სიბრტყე ბრუნავს სითხის ორიენტაციის შემდეგ. ბროლის მოლეკულა - ეს არის თხევადი ბროლის მოლეკულების თვისებები. და, შესაბამისად, იმის გამო, რომ ის ბრუნავს 90° სიბრტყის პოლარიზაციაში, სინათლე გადის ამ გეომეტრიაში მშვიდად და თუ ელექტრული ველი გამოიყენება, მოლეკულები დგანან ელექტრული ველის გასწვრივ და, შესაბამისად, პოლარიზებული სინათლე არ ცვლის მის პოლარიზაციას. და ვერ გაივლის სხვა პოლარიზატორის მეშვეობით. ასე ჩნდება მუქი გამოსახულება. სინამდვილეში, სარკე გამოიყენება მაჯის საათზე და შეიძლება გაკეთდეს სეგმენტები, რომლებიც საშუალებას მისცემს ვიზუალურად წარმოიდგინოს გარკვეული სურათი. ეს არის უმარტივესი სქემა, რა თქმა უნდა, თხევადი კრისტალების მონიტორები ბევრად უფრო რთული სტრუქტურებია, მრავალშრიანი, ფენები ჩვეულებრივ ძალიან თხელია - ათეულობით ნანომეტრიდან მიკრონამდე - მაგრამ პრინციპი ძირითადად იგივეა და ეს გადასვლა ხდება მაშინ, როდესაც მოლეკულების ორიენტაცია იცვლება ელექტრული ან მაგნიტური ველის გასწვრივ (მონიტორები იყენებენ ელექტრულ ველს, რადგან ეს უფრო ადვილია) ეწოდება ფრედერიკსის გადასვლას (ეფექტს) და აქტიურად გამოიყენება ყველა ასეთ მოწყობილობაში. პირველი პროტოტიპი არის ნემატური ჩვენება ციფერბლატში.

და ეს არის სურათი, რომელიც ასახავს რამდენად მცირე ელექტრული ველია საჭირო თხევადი ბროლის მოლეკულის გადასახედად. სინამდვილეში, ეს არის გალვანური უჯრედი, რომელიც შედგება ორი კარტოფილისგან, როგორც ელექტროლიტი, ანუ ძალიან მცირე ძაბვაა საჭირო 1V რეგიონში ასეთი გადამისამართებისთვის, რის გამოც ეს ნივთიერებები ასე ფართოდ გამოიყენება. კიდევ ერთი აპლიკაცია და ჩვენ ვსაუბრობთ ქოლესტერინის თხევად კრისტალებზე, რაზეც უფრო დეტალურად ვისაუბრებ, განპირობებულია იმით, რომ მათ შეუძლიათ შეცვალონ ფერი ტემპერატურის მიხედვით.

ეს გამოწვეულია სპირალის განსხვავებული სიმაღლით და შესაძლებელია ვიზუალურად ვიზუალურად, მაგალითად, ტემპერატურის განაწილება. მე დავასრულე საუბარი მცირე მოლეკულის თხევად კრისტალებზე და მზად ვარ მოვუსმინო მათ შესახებ თქვენს კითხვებს პოლიმერულ თხევად კრისტალებზე გადასვლამდე.

ლექციის განხილვა. Ნაწილი 1

ტატიანა სუხანოვა, ბიოორგანული ქიმიის ინსტიტუტი: უპასუხეთ მოყვარულის კითხვას: რა დიაპაზონში იცვლება თხევადი კრისტალების ფერი და როგორ არის ეს დამოკიდებული მათ სტრუქტურაზე?

ალექსეი ბობროვსკი: საუბარია ქოლესტერინულ თხევად კრისტალებზე. აქ ფერი იცვლება ქოლესტერინის სპირალის სიმაღლის მიხედვით. არის ქოლესტერიკები, რომლებიც შერჩევით ასახავს სინათლეს UV რეგიონში, შესაბამისად, უხილავ რეგიონში და არის ქოლესტერიკები, რომლებიც შერჩევით ასახავს სინათლეს ინფრაწითელ რეგიონში ამ პერიოდულობის გამო, ანუ საუბარია მიკრონი, ათობით მიკრონი და ფერადი სურათების შემთხვევა, რომელიც მე ვაჩვენე პოლარიზებული ოპტიკური მიკროსკოპით, იქ უფრო რთულია და ფერი განპირობებულია იმით, რომ პოლარიზებული სინათლე, პოლარიზაციის სიბრტყე თხევად კრისტალში, სხვაგვარად ბრუნავს და ეს დამოკიდებულია იმაზე ტალღის სიგრძე. არსებობს ფერების რთული დიაპაზონი და დაფარულია მთელი ხილული დიაპაზონი, ანუ თქვენ შეგიძლიათ მოიფიქროთ მრავალფეროვანი ფერების მისაღებად.

ბორის დოლგინი: შეგიძლიათ ცოტა მეტი გვითხრათ ცხოვრების შესახებ?

ალექსეი ბობროვსკი: ცხოვრების შესახებ? კონკრეტულად თხევადი კრისტალების როლის შესახებ ბიოლოგიაში?

ბორის დოლგინი: დიახ.

ალექსეი ბობროვსკი: სამწუხაროდ, ეს ჩემი თემა საერთოდ არ არის. ბოლოს მოგცემ წიგნის ლინკს. უპირველეს ყოვლისა, როდესაც საუბრობენ ბიოლოგიაში თხევადი კრისტალების კავშირზე, საუბრობენ იმაზე, თუ როგორ შეიძლება მათი გამოყენება მედიცინაში - ბევრი განსხვავებული ვარიანტია. ლიპიდურ უჯრედულ მემბრანებში თხევადი კრისტალური მდგომარეობა ხდება გონივრულ ბიოლოგიურ ტემპერატურაზე.

ბორის დოლგინი: და ეს სულაც არ არის არტეფაქტი და ეს არის დამატებითი კვლევა.

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ. მეჩვენება, რომ თხევადი კრისტალური მდგომარეობის როლი ჯერ კიდევ არ არის ცნობილი და ზოგჯერ არსებობს მტკიცებულება, რომ უჯრედში დნმ შეიძლება არსებობდეს თხევად კრისტალურ მდგომარეობაში, მაგრამ ეს არის მომავალი კვლევის თემა. ეს არ არის ჩემი მეცნიერების სფერო. მე უფრო მაინტერესებს თხევადი კრისტალური სინთეტიკური პოლიმერები, რაზეც შემდგომში ვისაუბრებ.

ბორის დოლგინი: LCD პოლიმერები სრულიად ხელოვნურია?

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ, ძირითადად ყველაფერი ხელოვნურია. მაგალითად, ზოგიერთი ხოჭოსა და პეპლის შეღებვა განპირობებულია ასეთი ბუნებრივი არა თხევადი კრისტალებით, არამედ გაყინული თხევადი კრისტალური მდგომარეობით ქიტინური ბიოლოგიური პოლიმერების გამო. ასე გამოიკვეთა ევოლუცია, რომ შეღებვა არ არის პიგმენტების, არამედ პოლიმერების მზაკვრული სტრუქტურის გამო.

მიხაილ პოტანინი: მე მაქვს შეკითხვა თხევადი კრისტალების მაგნიტური მგრძნობელობის შესახებ. რამდენად მგრძნობიარეა ისინი დედამიწის მაგნიტური ველების მიმართ? შესაძლებელია მათთან კომპასების გაკეთება?

ალექსეი ბობროვსკი: Არა, შენ არ შეგიძლია. სამწუხაროდ, ასეც მოხდა. რა განსაზღვრავს თხევადი კრისტალების მგრძნობელობას? არსებობს დიამაგნიტური მგრძნობელობისა და დიელექტრიკული მუდმივის ცნება, ხოლო ელექტრული ველის შემთხვევაში ყველაფერი ბევრად უფრო მოსახერხებელი და უკეთესია, ანუ იქ საკმარისია რეალურად მიმართოთ 1 ვ ასეთ თხევადკრისტალურ უჯრედს - და ყველაფერი იქნება. გადაკეთებულია და მაგნიტური ველის შემთხვევაში ჩვენ ვსაუბრობთ ტესლაზე - ასეთი ველის სიძლიერე შეუდარებლად აღემატება დედამიწის მაგნიტური ველის სიძლიერეს,

ლევ მოსკოვკინი: შეიძლება სრულიად სამოყვარულო კითხვა გამიჩნდეს. ლექცია აბსოლუტურად მომხიბვლელია, ესთეტიკური კმაყოფილება დიდი, მაგრამ თავად პრეზენტაცია ნაკლებად. სურათები, რომლებიც თქვენ აჩვენეთ, ჰგავს ბირთვს - ისინი ასევე ესთეტიურად აქტიურია - და იაბოტინსკის რეაქციას, თუმცა თქვენი სურათები არ არის ციკლური. Გმადლობთ.

ალექსეი ბობროვსკი: არ ვარ მზად ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად. ეს უნდა იქნას გათვალისწინებული ლიტერატურაში. პოლიმერებსა და თხევად კრისტალებში არსებობს „სკალირების“ თეორია, ანუ თვითმსგავსება. მიჭირს ამ კითხვაზე პასუხის გაცემა, არ ვარ კომპეტენტური ამ თემაზე.

ნატალია:ახლა ნობელის პრემიები რუს მეცნიერებს გადაეცემათ. თქვენი აზრით, ფრედერიკს, ცოცხალი რომ დარჩენილიყო, შეეძლო ამ ჯილდოს მიღება? საერთოდ, ნობელის პრემია მიიღო თუ არა რომელიმე მეცნიერმა, ვინც ამ თემაზე მუშაობდა?

ალექსეი ბობროვსკი: ვფიქრობ, რა თქმა უნდა, ფრედერიკსი იქნებოდა პირველი კანდიდატი. ომის დროს ბანაკში გარდაიცვალა. 1968-1970 წლამდე რომ ეცოცხლა, ნობელის პრემიის პირველი კანდიდატი იქნებოდა - ეს სავსებით აშკარაა. ჯერ კიდევ დიდი ფიზიკოსი, მაგრამ არ დააჯილდოვეს (ჩვენს მეცნიერებზეა საუბარი), - ცვეტკოვი არის სანქტ-პეტერბურგის ფიზიკოსთა სკოლის დამფუძნებელი, სამწუხაროდ, ის ამა თუ იმ ხარისხით დაინგრა. საკითხი, თუ ვინ მიიღო ნობელის პრემია თხევადი კრისტალებისთვის, კონკრეტულად არ განიხილებოდა ან შესწავლილა, მაგრამ, ჩემი აზრით, მხოლოდ პოლ დე ჟენმა მიიღო ნობელის პრემია პოლიმერებისა და თხევადი კრისტალებისთვის.

ბორის დოლგინი: თხევადი კრისტალების შესწავლის მოდა სამუდამოდ გაქრა?

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ, რა თქმა უნდა, აღარ არის მღელვარება, რადგან უმარტივესი მეზოფაზით (ნემატური თხევადი კრისტალური ფაზა) უკვე ბევრი რამ არის ნათელი და ცხადია, რომ ის ყველაზე ოპტიმალურია გამოსაყენებლად. ჯერ კიდევ არის გარკვეული ინტერესი უფრო რთული ფაზების მიმართ, რადგან გარკვეული უპირატესობების მიღება შესაძლებელია კარგად შესწავლილთან შედარებით, მაგრამ თხევადი კრისტალური მდგომარეობის შესახებ პუბლიკაციების რაოდენობა მცირდება.

ბორის დოლგინი: ანუ, თქვენ ვერ ხედავთ რაიმე ხარისხობრივ ნახტომს გაგებაში, არ ხედავთ ზონებს, სადაც იქნება გლობალური საიდუმლო.

ალექსეი ბობროვსკი: ვფიქრობ, ჯობია პროგნოზები არ გავაკეთო, რადგან ყველაფერი შეიძლება მოხდეს. მეცნიერება ყოველთვის არ ვითარდება თანმიმდევრულად. ზოგჯერ უცნაური ნახტომები ხდება, ამიტომ არ ვიღებ ვალდებულებას რაიმე პროგნოზის გაკეთებას.

კონსტანტინე ივანოვიჩი:მინდა ვიცოდე, რამდენად უსაფრთხოა ისინი ადამიანის სიცოცხლისთვის.

ალექსეი ბობროვსკი: ადამიანები, რომლებიც ქმნიან LCD დისპლეებს, გადიან უსაფრთხოების ტესტებს. თუ ლიტრ თხევად კრისტალს დალევთ, ალბათ ავად გახდებით, მაგრამ რადგან მილიგრამები გამოიყენება, სერიოზული საფრთხე არ არსებობს. ეს ბევრად უფრო უსაფრთხოა, ვიდრე გატეხილი, თერმომეტრიდან ვერცხლისწყლის გაჟონვა. ეს სრულიად შეუდარებელია ზიანით. ახლა მიმდინარეობს კვლევა თხევადი კრისტალების გადამუშავების შესახებ. ერთი მოხსენება მოვისმინე, სადაც ამ პრობლემას სერიოზულად იღებენ, რომ უკვე დიდი რაოდენობითაა ჯართი და როგორ შეიძლება მისი აღდგენა, მაგრამ გარემოს პრობლემები მინიმალურია. ისინი უსაფრთხოდ არიან.

ბორის დოლგინი: ბოლოს ძალიან საინტერესო რამ იყო. თუ წარმოგიდგენიათ გამოყენებული LCD მონიტორი და ა.შ. რა მოუვა მას შემდეგ, რა ხდება? როგორ განადგურდება - ან არ იყრება, ან როგორმე იშლება, ან რჩება?

ალექსეი ბობროვსკი: ვფიქრობ, რომ თხევადი ბროლის მოლეკულები პირველია, რაც გარეგანი გავლენის ქვეშ დაიშლება.

ბორის დოლგინი: ანუ აქ განსაკუთრებული სპეციფიკა არ არის?

ალექსეი ბობროვსკი: Რათქმაუნდა არა. ვფიქრობ, პლასტმასის და პოლიმერების გადამუშავებასთან დაკავშირებული პრობლემები გაცილებით რთულია.

ოლეგ: გთხოვთ მითხრათ რა განსაზღვრავს თხევადი კრისტალური ფაზების ტემპერატურულ დიაპაზონს? მოგეხსენებათ, ყველა თანამედროვე დისპლეი მუშაობს ძალიან ფართო ტემპერატურის დიაპაზონში. როგორ მიღწეული იქნა ეს და რა თვისებებითა და მატერიის სტრუქტურით განისაზღვრება ისინი?

ალექსეი ბობროვსკი: დიდი კითხვა. მართლაც, ჩვეულებრივ ნაერთებს, ორგანული ნაერთების უმეტესობას, რომლებიც სინთეზირდება ინდივიდუალურად, აქვთ ისეთი ტემპერატურა, როგორც მე ვაჩვენე, ქოლესტერინის ბენზოატი დნება 140°-ზე, შემდეგ იზოტროპული დაშლა 170°-ზე. არსებობს ცალკეული ნივთიერებები, რომლებსაც აქვთ დაბალი დნობის წერტილი, ოთახის ტემპერატურაზე და გარდაიქმნება ჩვეულებრივ იზოტროპულ სითხეში დაახლოებით 50 °, მაგრამ იმისათვის, რომ განეხორციელებინათ ასეთი ფართო ტემპერატურის დიაპაზონი, ნულამდე ტემპერატურამდე, უნდა დამზადდეს ნარევები. სხვადასხვა ნივთიერების ჩვეულებრივი შერეული კომპოზიციები, შერევისას, მათი დნობის წერტილი მნიშვნელოვნად მცირდება. ასეთი ხრიკი. ჩვეულებრივ, ეს არის ჰომოლოგიური სერიები, რაც გამოიყენება დისპლეებში არის ბიფენილის წარმოებული, სადაც არ არის X და ნიტრილის შემცვლელი, ხოლო სხვადასხვა სიგრძის კუდები აღებულია ალკილის კუდებად, ხოლო 5-7 კომპონენტის ნარევი შესაძლებელს ხდის დაწევას. დნობის წერტილი 0°-ზე ქვემოთ, გაწმენდის ტემპერატურის დატოვებისას, ანუ თხევადი კრისტალური გადასვლის იზოტროპულ ფაზაში, 60°-ზე მაღლა - ეს არის ასეთი ხრიკი.

ლექციის ტექსტი. Მე -2 ნაწილი

პირველ რიგში, მინდა ვთქვა, რა არის პოლიმერები.

პოლიმერები არის ნაერთები, რომლებიც მიიღება განმეორებითი განმეორებით, ანუ იდენტური ერთეულების ქიმიური შეერთებით - უმარტივეს შემთხვევაში, იდენტური, როგორც პოლიეთილენის შემთხვევაში, ეს არის CH 2 ერთეული, რომლებიც დაკავშირებულია ერთმანეთთან ერთ ჯაჭვში. რა თქმა უნდა, არსებობს უფრო რთული მოლეკულები, თუნდაც დნმ-ის მოლეკულები, რომელთა სტრუქტურა არ მეორდება და ძალიან კომპლექსურად არის ორგანიზებული.

პოლიმერული ტოპოლოგიის ძირითადი ტიპები: უმარტივესი მოლეკულებია წრფივი ჯაჭვის მოლეკულები, არის განშტოებული, სავარცხლის ფორმის პოლიმერები. სავარცხლის ფორმის პოლიმერებმა მნიშვნელოვანი როლი ითამაშეს თხევადი კრისტალური პოლიმერების მომზადებაში. ვარსკვლავის ფორმის, რგოლებით შეკრული პოლიკატენანი მოლეკულური ფორმის მრავალფეროვნებაა. როდესაც თხევადი კრისტალური მდგომარეობის კვლევა მიმდინარეობდა, როდესაც თხევადი კრისტალების შესწავლა დაიწყო, წარმოიშვა იდეა: შესაძლებელია თუ არა თხევადი კრისტალების უნიკალური ოპტიკური თვისებების შერწყმა პოლიმერების კარგ მექანიკურ თვისებებთან - საფარების, ფილმების ფორმირების უნარი. და ზოგიერთი პროდუქტი? და რაც თავში 1974 წელს მოვიდა (იყო პირველი პუბლიკაცია) - 60-იანი წლების ბოლოს - 70-იანი წლების დასაწყისში მათ დაიწყეს თხევადი კრისტალური პოლიმერების წარმოების განსხვავებული მიდგომების შეთავაზება.

ერთი მიდგომა არის ღეროს ფორმის, ჯოხის ფორმის მოლეკულების მიმაგრება ხაზოვან მაკრომოლეკულაზე, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ასეთი პოლიმერები არ ქმნიან თხევად კრისტალურ ფაზას - ეს არის ჩვეულებრივი მყიფე სათვალეები, რომლებიც გახურებისას იწყებენ დაშლას და არაფერს იძლევა. . შემდეგ, პარალელურად, ორ ლაბორატორიაში (ამაზე უფრო დეტალურად მოგვიანებით ვისაუბრებ) შემოგვთავაზეს მიდგომა ასეთი ღეროს ფორმის მოლეკულების მიმაგრების შესახებ მთავარ პოლიმერულ ჯაჭვზე მოქნილი სპასერების - ან დეწყვილების, რუსულ ენაზე. და შემდეგ გამოდის შემდეგი: არის უმნიშვნელო ავტონომია მთავარ პოლიმერულ ჯაჭვს შორის, ის დიდწილად დამოუკიდებლად მიმდინარეობს და ღეროს ფორმის მოლეკულების ქცევა, ანუ მთავარი პოლიმერული ჯაჭვი არ ერევა ღეროს ფორმის ფორმირებაში. თხევადი კრისტალური ფაზის ფრაგმენტები.

ეს მიდგომა ძალიან ნაყოფიერი აღმოჩნდა და პარალელურად, ორ ლაბორატორიაში - საბჭოთა კავშირში ნიკოლაი ალფრედოვიჩის ფირფიტის ლაბორატორიაში და რინგსდორფის ლაბორატორიაში - ასეთი მიდგომა დამოუკიდებლად შემოგვთავაზეს და მოხარული ვარ, რომ ახლა ვმუშაობ ვალერი პეტროვიჩ შიბაევის ლაბორატორია მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ქიმიის ფაკულტეტზე, ანუ მე ვმუშაობ ლაბორატორიაში, სადაც ეს ყველაფერი გამოიგონეს. ბუნებრივია, იყო კამათი პრიორიტეტებთან დაკავშირებით, მაგრამ ეს ყველაფერი უმნიშვნელოა.

თხევადკრისტალური პოლიმერების ძირითადი ტიპები. მე არ ვისაუბრებ ასეთ ძირითად ჯაჭვებზე ან ძირითადი პოლიმერული ჯაჭვის ძირითად ჯგუფებზე (ეს არის ასეთი პოლიმერების ერთ-ერთი სახეობა), ძირითადად ვისაუბრებ სავარცხლის ფორმის თხევადკრისტალურ პოლიმერებზე, რომლებშიც ღეროს ფორმის ფრაგმენტები უკავშირდება ძირითადი ჯაჭვი მოქნილი ალიფატური გამყოფის მეშვეობით.

თხევადი კრისტალური პოლიმერების შექმნის მიდგომის მნიშვნელოვანი უპირატესობა სინთეზისა და სხვადასხვა თვისებების კომბინაციის თვალსაზრისით არის ჰომოპოლიმერების მიღების შესაძლებლობა. ანუ, თქვენ იღებთ მონომერს, რომელსაც შეუძლია შექმნას ჯაჭვის მოლეკულა, მაგალითად, აქ სქემატურად გამოსახული ორმაგი ბმის გამო, და შეგიძლიათ მიიღოთ ჰომოპოლიმერი, ანუ პოლიმერი, რომლის მოლეკულები შედგება იდენტური ღეროს ფორმის ფრაგმენტებისგან. , ან შეგიძლიათ გააკეთოთ კოპოლიმერები ორი განსხვავებული ფრაგმენტის კომბინაციით - მათ შეუძლიათ შექმნან მეზოფაზა, ან მათ შეუძლიათ შეუთავსონ არამეზოგენური ფრაგმენტები მეზოგენურ ფრაგმენტებთან და გამოდის, რომ ჩვენ გვაქვს უნარი ქიმიურად ვაიძულოთ განსხვავებული კომპონენტები ერთსა და იმავეში იყვნენ. პოლიმერული სისტემა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თუ ჩვენ ვცდილობდით ასეთი მონომერის შერევას ასეთ მონომერთან ქიმიური შებოჭვის გარეშე, ისინი მიიღებენ ორ ცალკეულ ფაზას და მათი ქიმიურად შებოჭვით ვაიძულებთ მათ იყვნენ ერთ სისტემაში და შემდეგ გაჩვენებთ რატომ კარგია.

მნიშვნელოვანი უპირატესობა და განსხვავება პოლიმერულ თხევად კრისტალებსა და დაბალმოლეკულურ თხევად კრისტალებს შორის არის შუშის მდგომარეობის ფორმირების შესაძლებლობა. თუ დააკვირდებით ტემპერატურულ სკალას: მაღალ ტემპერატურაზე გვაქვს იზოტროპული ფაზა, როდესაც ტემპერატურა იკლებს, წარმოიქმნება თხევადი კრისტალური ფაზა (ამ პირობებში პოლიმერი ძალიან ბლანტი სითხეს ჰგავს) და როცა გაცივდება, გადადის შეინიშნება მინის მდგომარეობა. ეს ტემპერატურა ჩვეულებრივ ახლოს არის ან ოდნავ აღემატება ოთახის ტემპერატურას, მაგრამ ეს დამოკიდებულია ქიმიურ სტრუქტურაზე. ამრიგად, დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთებისგან განსხვავებით, რომლებიც ან თხევადია ან გადადიან კრისტალურ მდგომარეობაში, სტრუქტურა იცვლება. პოლიმერების შემთხვევაში, ეს სტრუქტურა აღმოჩნდება გაყინული შუშის მდგომარეობაში, რომელიც შეიძლება გაგრძელდეს ათწლეულების განმავლობაში და ეს მნიშვნელოვანია გამოყენების თვალსაზრისით, მაგალითად, ინფორმაციის შენახვის ჩასაწერად, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ მოლეკულის სტრუქტურა და ორიენტაცია, მოლეკულის ფრაგმენტები და გაყინეთ ისინი ოთახის ტემპერატურაზე. ეს არის პოლიმერების მნიშვნელოვანი განსხვავება და უპირატესობა დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთებისგან. კიდევ რისთვის არის კარგი პოლიმერები?

ამ ვიდეოში ნაჩვენებია თხევადი კრისტალური ელასტომერი, ანუ ის თითქოს რეზინის ზოლს ჰგავს, რომელიც გაცხელებისას იკუმშება და გაცივებისას ფართოვდება. ეს ნამუშევარი აღებულია ინტერნეტიდან. ეს ჩემი ნამუშევარი არ არის, აქ არის დაჩქარებული სურათი, ანუ რეალურად, სამწუხაროდ, ეს გადასვლა ათეულ წუთში შეიმჩნევა. Რატომ ხდება ეს? რა არის თხევადი კრისტალური ელასტომერი, რომელსაც აქვს საკმაოდ დაბალი მინის გარდამავალი ტემპერატურა, ანუ ოთახის ტემპერატურაზე არის ელასტიურ მდგომარეობაში, მაგრამ მაკრომოლეკულები ჯვარედინი კავშირშია და თუ თხევად კრისტალურ ფაზაში მოვახდინეთ ფილმის სინთეზი, მაშინ პოლიმერული ჯაჭვი ოდნავ იმეორებს მეზოგენური ჯგუფების ორიენტაციას და თუ ჩვენ გავაცხელებთ, მეზოგენური ჯგუფები გადადიან უწესრიგო მდგომარეობაში და, შესაბამისად, გადააქვს ძირითადი პოლიმერული ჯაჭვები მოუწესრიგებელ მდგომარეობაში და იცვლება მაკრომოლეკულური ხვეულების ანისომეტრია. ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ გაცხელებისას, მეზოფაზიდან იზოტროპულ ფაზაში გადასვლისას, შეინიშნება ნიმუშის გეომეტრიული ზომების ცვლილება პოლიმერული ხვეულების ფორმის ცვლილების გამო. დაბალი მოლეკულური წონის თხევადი კრისტალების შემთხვევაში, ამის დაკვირვება შეუძლებელია. ორი ჯგუფი გერმანიაში - Finkelman, Zentel - და სხვა ჯგუფები ბევრს მუშაობდნენ ამ საკითხებზე. იგივე შეიძლება შეინიშნოს სინათლის გავლენის ქვეშ.

უამრავი ნამუშევარია ფოტოქრომულ პოლიმერებზე, რომლებიც შეიცავს აზობენზოლის ფრაგმენტს - ორ ბენზოლის რგოლს, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია NN ორმაგი ბმით. რა ხდება, როდესაც ასეთი მოლეკულური ფრაგმენტები ექვემდებარება შუქს? შეიმჩნევა ეგრეთ წოდებული ტრანს-ცისის იზომერიზაცია და ღეროს ფორმის ფრაგმენტი სინათლით დასხივებისას გარდაიქმნება დახრილ მრუდე ცის ფორმად, მოხრილ ფრაგმენტად. ეს ასევე იწვევს იმ ფაქტს, რომ სისტემაში წესრიგი ძალიან მცირდება და როგორც ადრე ვნახეთ გათბობის დროს, ასევე დასხივების დროს ხდება გეომეტრიული ზომების შემცირება, ფირის ფორმის ცვლილება, ამ შემთხვევაში ჩვენ დავაკვირდით. შემცირება.

დასხივების დროს შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა სახის მოხრის დეფორმაციები, ანუ ულტრაიისფერი შუქით დასხივებისას შეიძლება განხორციელდეს ფილმის ასეთი გახვევა. ხილული სინათლის ზემოქმედებისას შეინიშნება საპირისპირო ცის-ტრანს იზომერიზაცია და ეს ფილმი ფართოვდება. შესაძლებელია ყველა სახის ვარიანტი - ეს შეიძლება დამოკიდებული იყოს ინციდენტის სინათლის პოლარიზაციაზე. მე ვსაუბრობ ამაზე, რადგან ეს არის თხევადი კრისტალური პოლიმერების კვლევის საკმაოდ პოპულარული სფერო. ისინი ახერხებენ ამის საფუძველზე რამდენიმე მოწყობილობის დამზადებას, მაგრამ ჯერჯერობით, სამწუხაროდ, გადასვლის დრო საკმაოდ გრძელია, ანუ სიჩქარე დაბალია და, შესაბამისად, შეუძლებელია რაიმე კონკრეტულ გამოყენებაზე საუბარი, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, ეს არის ასეთი ხელოვნურად შექმნილი კუნთები, რომლებიც მოქმედებენ, მუშაობენ ტემპერატურის ცვლილებისას ან სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სინათლის ზემოქმედებისას. ახლა მინდა პირდაპირ მოგიყვეთ ჩემი ნამუშევრების შესახებ.

რა არის ჩემი მუშაობის ამოცანა, ჩვენი ლაბორატორია. მე უკვე ვისაუბრე კოპოლიმერიზაციის უპირატესობებზე, სრულიად განსხვავებული ფრაგმენტების ერთ პოლიმერულ მასალაში გაერთიანების შესაძლებლობაზე და მთავარი ამოცანა, ასეთი განსხვავებული მრავალფუნქციური თხევადი კრისტალური პოლიმერების შექმნის მთავარი მიდგომა არის მრავალფეროვანი ფუნქციური მონომერების კოპოლიმერიზაცია. შეიძლება იყოს მეზოგენური, ანუ პასუხისმგებელი თხევადი კრისტალური პოლიმერების წარმოქმნაზე.ფაზები, ქირალური (კირალობაზე მოგვიანებით ვისაუბრებ), ფოტოქრომული, ანუ მათ შეუძლიათ შეცვალონ სინათლის გავლენის ქვეშ, ელექტროაქტიური, რომლებიც ატარებენ დიდ დიპოლური მომენტი და შეიძლება გადაკეთდეს ველის გავლენის ქვეშ, შესაძლებელია სხვადასხვა სახის ფუნქციური ჯგუფები, რომლებსაც შეუძლიათ, მაგალითად, ურთიერთქმედება ლითონის იონებთან და შესაძლებელია მასალის ცვლილებები. და ეს არის ისეთი ჰიპოთეტური სავარცხლის ფორმის მაკრომოლეკულა, რომელიც დახატულია აქ, მაგრამ სინამდვილეში ვიღებთ ორმაგ ან სამეულ კოპოლიმერებს, რომლებიც შეიცავს ფრაგმენტების სხვადასხვა კომბინაციებს და, შესაბამისად, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ამ მასალების ოპტიკური და სხვა თვისებები სხვადასხვა გავლენის გამოყენებით, მაგალითად. , სინათლე და ელექტრული ველი. ქირალობისა და ფოტოქრომიულობის ერთ-ერთი ასეთი მაგალითი.

მე უკვე ვისაუბრე ქოლესტერინულ მეზოფაზაზე - ფაქტია, რომ ხვეული მოლეკულური სტრუქტურა იქმნება გარკვეული სპირალის სიმაღლით და ასეთ სისტემებს აქვთ სინათლის შერჩევითი არეკვლა ასეთი პერიოდულობის გამო. ეს არის ფილმის განყოფილების სქემატური დიაგრამა: გარკვეული სპირალის სიმაღლე და ფაქტია, რომ შერჩევითი ასახვა წრფივად არის დაკავშირებული სპირალის სიმაღლესთან - პროპორციულია სპირალის სიმაღლესთან, ანუ სპირალის სიმაღლის ამა თუ იმ გზით შეცვლით, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ფილმის ფერი, შერჩევითი ასახვის ტალღის სიგრძე. რა იწვევს ასეთ სტრუქტურას გარკვეული ხარისხის გადახვევით? იმისათვის, რომ ასეთი სტრუქტურა ჩამოყალიბდეს, ქირალური ფრაგმენტები უნდა შევიდეს ნემატურ ფაზაში.

მოლეკულური ქირალობა არის მოლეკულების თვისება, რომ არ იყოს თავსებადი მათ სარკესთან. უმარტივესი ქირალური ფრაგმენტი, რომელიც ჩვენ წინ გვაქვს, არის ჩვენი ორი ხელი. ისინი უხეშად ერთმანეთის სარკისებური გამოსახულებაა და არანაირად არ არის შედარებადი. მოლეკულური ქირალობა ნემატურ სისტემაში შემოაქვს სპირალის გადახვევისა და ფორმირების უნარს. უნდა ითქვას, რომ ჯერ კიდევ არ არსებობს სპირალის გადახვევის მკაფიო, კარგად ახსნილი თეორია, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, შეინიშნება.

არის მნიშვნელოვანი პარამეტრი, ამაზე არ შევჩერდები, - ეს არის გრეხილის ძალა და აღმოჩნდა, რომ გრეხილის ძალა - ქირალური ფრაგმენტების ხვეული სტრუქტურის ფორმირების უნარი - ძლიერ არის დამოკიდებული ქირალური ფრაგმენტების გეომეტრიაზე.

ჩვენ მივიღეთ ქირალურ-ფოტოქრომული კოპოლიმერები, რომლებიც შეიცავს მეზოგენურ ფრაგმენტს (გამოსახულია ლურჯი ჯოხის სახით) - ის პასუხისმგებელია ნემატური თხევადი კრისტალური ფაზის წარმოქმნაზე. მიღებულია ქირალურ-ფოტოქრომული ფრაგმენტების კოპოლიმერები, რომლებიც, ერთის მხრივ, შეიცავს ქირალურ მოლეკულას (ჯგუფს), ხოლო მეორე მხრივ, ფრაგმენტს, რომელსაც შეუძლია ფოტოიზომერიზაცია, ანუ გეომეტრიის შეცვლა სინათლის გავლენით. და ასეთი მოლეკულების დასხივებით, ჩვენ ვიწვევთ ტრანს-ცის-იზომერიზაციას, ვცვლით ქირალური ფოტოქრომული ფრაგმენტის სტრუქტურას და - შედეგად - მის უნარს გამოიწვიოს ქოლესტერინის სპირალის გამოწვევის ეფექტურობა, ანუ ამ გზით ჩვენ შეგვიძლია, მაგალითად, ქოლესტერინის სპირალის განტვირთვა სინათლის გავლენის ქვეშ, ჩვენ შეგვიძლია ამის გაკეთება შექცევადად ან შეუქცევადად. რას ჰგავს ექსპერიმენტი, რა შეგვიძლია განვახორციელოთ?

ჩვენ გვაქვს ქოლესტერინის პოლიმერის ქოლესტერინის ფირის მონაკვეთი. შეგვიძლია მისი დასხივება ნიღბის გამოყენებით და ლოკალურად გამოვიწვევთ იზომერიზაციას; იზომერიზაციის დროს იცვლება ქირალური ფრაგმენტების სტრუქტურა, მცირდება მათი გადახვევის უნარი და შეიმჩნევა სპირალის ლოკალურად გადახვევა და ვინაიდან შეინიშნება სპირალის გადახვევა, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ფერის შერჩევითი ასახვის ტალღის სიგრძე, ანუ ფერადი ფილმები.

ნიმუშები, რომლებიც მიიღეს ჩვენს ლაბორატორიაში, არის ნიღბის საშუალებით დასხივებული პოლიმერული ნიმუშები. ასეთ ფილმებზე შეგვიძლია სხვადასხვა სახის სურათების ჩაწერა. ეს შეიძლება იყოს პრაქტიკული ინტერესი, მაგრამ მინდა აღვნიშნო, რომ ჩვენი სამუშაოს მთავარი აქცენტია ასეთი სისტემების სტრუქტურის გავლენის შესწავლა მოლეკულურ დიზაინზე, ასეთი პოლიმერების სინთეზზე და ასეთი სისტემების თვისებებზე. . გარდა ამისა, ჩვენ ვისწავლეთ არა მხოლოდ სინათლის, შერჩევითი ასახვის ტალღის სიგრძის კონტროლი, არამედ ელექტროენერგიის კონტროლიც. მაგალითად, ჩვენ შეგვიძლია ჩავწეროთ რაიმე სახის ფერადი გამოსახულება და შემდეგ, ელექტრული ველის გამოყენებით, როგორმე შევცვალოთ იგი. ასეთი მასალების მრავალფეროვნების გამო. ასეთი გადასვლები - სპირალის გადახვევა-გახვევა - შეიძლება იყოს შექცევადი.

ეს დამოკიდებულია კონკრეტულ ქიმიურ სტრუქტურაზე. მაგალითად, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ შერჩევითი ასახვის ტალღის სიგრძე (ფაქტობრივად, შეღებვა) ჩაწერა-წაშლის ციკლების რაოდენობაზე დამოკიდებული, ანუ ულტრაიისფერი შუქით დასხივებისას ჩვენ ვხსნით სპირალს და ფილმი ხდება მწვანედან წითლად. , შემდეგ კი შეგვიძლია გავაცხელოთ 60° ტემპერატურაზე და გამოვიწვიოთ საპირისპირო გადახვევა. ამ გზით შეგიძლიათ მრავალი მარყუჟის განხორციელება. დასასრულს, მინდა ცოტათი დავუბრუნდე თხევადი კრისტალების და თხევადკრისტალური პოლიმერების ესთეტიკურ ასპექტს.

მე ვაჩვენე და ცოტა ვილაპარაკე ცისფერ ფაზაზე - რთული, ძალიან საინტერესო სტრუქტურა, ჯერ კიდევ მიმდინარეობს მათი შესწავლა, ნანონაწილაკები შემოდის იქ და ხედავენ რა იცვლება იქ და დაბალმოლეკულურ თხევად კრისტალებში ეს ფაზა არსებობს რამდენიმე გრადუსით. (2°-3 °, მაგრამ არა მეტი), ისინი ძალიან არასტაბილურია. საკმარისია ნიმუში ოდნავ დაძრათ - და ეს მშვენიერი ტექსტურა, მისი მაგალითი აქ არის ნაჩვენები, ნადგურდება და პოლიმერებში 1994-1995 წლებში დიდი ხნის გაცხელებით, ფირის სროლით გარკვეულ ტემპერატურაზე შევძელი. ქოლესტერინის ცისფერი ფაზების ასეთი ლამაზი ტექსტურების დანახვა და ყოველგვარი ხრიკების გარეშე მოვახერხე (თხევადი აზოტის გამოყენების გარეშე) უბრალოდ გავაცივე ეს ფილმები და დავაკვირდე ამ ტექსტურებს. სულ ახლახან ვიპოვე ეს ნიმუშები. გავიდა 15 წელი - და ეს ტექსტურები დარჩა აბსოლუტურად უცვლელი, ანუ ცისფერი ფაზების მზაკვრული სტრუქტურა, ისევე როგორც ზოგიერთი უძველესი მწერი ქარვაში, ფიქსირდება 10 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში.

ეს ბუნებრივად მოსახერხებელია კვლევის თვალსაზრისით. ჩვენ შეგვიძლია ეს ჩავდოთ ატომური ძალის მიკროსკოპში და შევისწავლოთ ასეთი ფილმების მონაკვეთები - ეს მოსახერხებელი და ლამაზია. სულ ეს არის ჩემთვის. მინდა მივმართო ლიტერატურას.

სონინი ანატოლი სტეპანოვიჩის პირველი წიგნი, მე წავიკითხე 20 წელზე მეტი ხნის წინ, 1980 წელს, გამომცემლობა "კენტავრი და ბუნება", შემდეგ, ჯერ კიდევ სკოლის მოსწავლე ვიყავი, დავინტერესდი თხევადი კრისტალებით და მოხდა ისე, რომ ანატოლი სტეპანოვიჩი სონინი იყო ჩემი დისერტაციის რეცენზენტი. უფრო თანამედროვე პუბლიკაციაა ჩემი სამეცნიერო ხელმძღვანელის ვალერი პეტროვიჩ შიბაევის სტატია „თხევადი კრისტალები სიცოცხლის ქიმიაში“. ინგლისურ ენაზე დიდი რაოდენობითაა ლიტერატურა; თუ თქვენ გაქვთ ინტერესი და სურვილი, შეგიძლიათ თავად იპოვოთ ბევრი რამ. მაგალითად, დირკინგის წიგნი "თხევადი კრისტალების ტექსტურები". ახლახან ვიპოვე წიგნი, რომელიც ფოკუსირებულია თხევადი კრისტალების გამოყენებაზე ბიომედიცინაში, ანუ თუ ვინმეს აინტერესებს ეს კონკრეტული ასპექტი, გირჩევთ. არსებობს ელფოსტა კომუნიკაციისთვის, ყოველთვის სიამოვნებით ვუპასუხებ თქვენს კითხვებს და იქნებ გამოგიგზავნოთ რაიმე სტატია თუ ასეთი ინტერესი იქნება. Გმადლობთ ყურადღებისთვის.

ლექციის განხილვა. Მე -2 ნაწილი

ალექსეი ბობროვსკი: საჭირო იყო რაიმე კონკრეტული ქიმიის ჩვენება. ეს ჩემი გამოტოვებაა. არა, ეს არის მრავალსაფეხურიანი ორგანული სინთეზი. მიიღება რამდენიმე მარტივი ნივთიერება, კოლბებში იგი წააგავს ქიმიურ სამზარეულოს, მოლეკულები ასეთი რეაქციების დროს გაერთიანებულია უფრო რთულ ნივთიერებებში, ისინი იზოლირებულია თითქმის ყველა ეტაპზე, როგორღაც გაანალიზებულია, დადგენილია სტრუქტურის შეთანხმება, რომლის მიღებაც გვინდა. იმ სპექტრალური მონაცემებით, რომლებსაც ინსტრუმენტები გვაძლევენ, რათა დავრწმუნდეთ, რომ ეს არის ის ნივთიერება, რომელიც ჩვენ გვჭირდება. ეს საკმაოდ რთული თანმიმდევრული სინთეზია. რა თქმა უნდა, თხევადი კრისტალური პოლიმერების მისაღებად საჭიროა კიდევ უფრო შრომატევადი სინთეზი. როგორც ჩანს, სხვადასხვა თეთრი ფხვნილი ქმნის ფორთოხლის ფხვნილებს. თხევადი კრისტალური პოლიმერი ჰგავს რეზინის ზოლს, ან არის მყარი აგლომერირებული ნივთიერება, მაგრამ თუ გაათბეთ და თხელ ფენას გააკეთებთ (ეს შესაძლებელია გაცხელებისას), მაშინ ეს უცნაური ნივთიერება მიკროსკოპში ლამაზ სურათებს იძლევა.

ბორის დოლგინი: კითხვა მაქვს, შეიძლება სხვა სფეროდან, ფაქტობრივად, ჯერ ლევ, მერე მე, რომ ფაქტობრივი ნაწილიდან არ გადავიტანო ყურადღება.

ლევ მოსკოვკინი: თქვენ ნამდვილად მომხიბლეთ დღევანდელი ლექციით, ჩემთვის ეს რაღაც ახლის აღმოჩენაა. კითხვები მარტივია: რამდენად ძლიერია კუნთების ძალა? რაზე მუშაობს? და უცოდინრობის გამო, რა არის ტექსტურა, რით განსხვავდება იგი სტრუქტურისგან? თქვენი ლექციის შემდეგ, მეჩვენება, რომ ყველაფერი, რაც ცხოვრებაში სტრუქტურირებულია, თხევადი კრისტალების წყალობით, ასევე დიდწილად რეგულირდება სინათლისა და სუსტი იმპულსით. Ძალიან დიდი მადლობა.

ალექსეი ბობროვსკი: რა თქმა უნდა, არ შეიძლება ითქვას, რომ ყველაფერი თხევადი კრისტალებით რეგულირდება, ეს, რა თქმა უნდა, ასე არ არის. არსებობს მატერიის თვითორგანიზაციის სხვადასხვა ფორმა და თხევადი კრისტალური მდგომარეობა თვითორგანიზაციის ამ ფორმებიდან მხოლოდ ერთ-ერთია. რამდენად ძლიერია პოლიმერული კუნთები? რაოდენობრივი მახასიათებლები არ ვიცი არსებულ რკინაზე დაფუძნებულ მოწყობილობებთან შედარებით, უხეშად რომ ვთქვათ, რა თქმა უნდა, არც თუ ისე მტკიცეა, მაგრამ მინდა ვთქვა, რომ თანამედროვე ჯავშანი, მაგალითად, შეიცავს კივლარის მასალას - ბოჭკოს, რომელსაც აქვს თხევადი კრისტალური სტრუქტურის ძირითადი ჯაჭვის ტიპი, პოლიმერი მეზოგენური ჯგუფებით მთავარ ჯაჭვში. ამ ბოჭკოს მოპოვების პროცესში მაკრომოლეკულები იჭიმება დახატვის მიმართულებით და უზრუნველყოფილია ძალიან მაღალი სიძლიერე, რაც საშუალებას იძლევა დამზადდეს ძლიერი ბოჭკოები ჯავშანტექნიკისთვის, აქტივატორებისთვის ან კუნთებისთვის განვითარების ეტაპზე, მაგრამ ძალების მიღწევა შესაძლებელია. იქ ძალიან სუსტი. განსხვავება ტექსტურასა და სტრუქტურას შორის. ტექსტურა არის კონცეფცია, რომელსაც იყენებენ ადამიანები, რომლებიც მონაწილეობენ ხალიჩებში, ნივთების დიზაინში, ზოგიერთ ვიზუალურ ნივთში, მხატვრულ დიზაინში, ანუ ეს არის უპირველეს ყოვლისა სახე. იღბლიანია, რომ თხევადი კრისტალების ტექსტურა, ანუ დამახასიათებელი სურათი, ბევრს ეხმარება თხევადი კრისტალის სტრუქტურის დადგენაში, მაგრამ ეს, ფაქტობრივად, განსხვავებული ცნებებია.

ოლეგ გრომოვი, : თქვენ თქვით, რომ არსებობს პოლიმერული თხევადკრისტალური სტრუქტურები, რომლებსაც აქვთ ფოტოქრომული ეფექტი და ელექტრული და მაგნიტური მგრძნობელობა. კითხვა არის ეს. მინერალოგიაში ასევე ცნობილია, რომ ჩუხროვმა აღწერა არაორგანული შემადგენლობის თხევადკრისტალური წარმონაქმნები 50-იან წლებში და ცნობილია, რომ არსებობს არაორგანული პოლიმერები, ამიტომ საკითხავია: არსებობს თუ არა არაორგანული თხევადი კრისტალური პოლიმერები და თუ ასეა, შესაძლებელია თუ არა ისინი. შეასრულოს ეს ფუნქციები და როგორ ხორციელდება ისინი ამ შემთხვევაში?

ალექსეი ბობროვსკი: პასუხი უფრო სავარაუდოა, რომ არა, ვიდრე დიახ. ორგანულმა ქიმიამ, ნახშირბადის თვისებამ შექმნას სხვადასხვა ნაერთები, შესაძლებელი გახადა სხვადასხვა სახის დაბალმოლეკულური თხევადი კრისტალების, პოლიმერული ნაერთების კოლოსალური დიზაინის განხორციელება და, ზოგადად, ამიტომაც შეგვიძლია ვისაუბროთ ზოგიერთზე. სახის მრავალფეროვნება. ეს არის ასობით ათასი დაბალი მოლეკულური წონის პოლიმერული ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია შექმნას თხევადი კრისტალური ფაზა. არაორგანულის შემთხვევაში, პოლიმერების შესახებ არ ვიცი, ერთადერთი რაც მახსენდება არის ვანადიუმის ოქსიდის რამდენიმე სუსპენზია, რომლებიც ასევე პოლიმერებად გვეჩვენება და მათი სტრუქტურა, როგორც წესი, ზუსტად არ არის ჩამოყალიბებული და ეს არის კვლევის ეტაპი. აღმოჩნდა, რომ ეს არის მეცნიერების ძირითადი მიმართულებიდან, სადაც ყველა მუშაობს ორგანული ჩვეულებრივი თხევადი კრისტალების დიზაინზე და რეალურად შეიძლება არსებობდეს ლიოტროპული თხევადი კრისტალური ფაზების წარმოქმნა, როდესაც ფაზა გამოწვეულია არა ცვლილებით. ტემპერატურა, მაგრამ, პირველ რიგში, გამხსნელის არსებობით, ანუ ეს ჩვეულებრივ ნანოკრისტალებია აუცილებლად წაგრძელებული, რომლებსაც გამხსნელის გამო შეუძლიათ ორიენტაციის წესრიგის შექმნა. ამას სპეციალურად მომზადებული ვანადიუმის ოქსიდი იძლევა. სხვა მაგალითები შეიძლება არ ვიცი. მე ვიცი, რომ რამდენიმე ასეთი მაგალითი არსებობს, მაგრამ იმის თქმა, რომ ეს არის პოლიმერი, მთლად სწორი არ არის.

ოლეგ გრომოვი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ბიოქიმიისა და ანალიტიკური ქიმიის ინსტიტუტი: მაშინ როგორ უნდა განვიხილოთ 50-იან წლებში ჩუხროვისა და სხვების მიერ აღმოჩენილი თხევადი კრისტალური წარმონაქმნები?

ალექსეი ბობროვსკი: არ ვიცი, სამწუხაროდ, ეს ტერიტორია ჩემგან შორსაა. რამდენადაც მე ვიცი, მეჩვენება, რომ რა თქმა უნდა შეუძლებელია კონკრეტულად საუბარი თხევად კრისტალურ მდგომარეობაზე, რადგან სიტყვა "თხევადი", გულწრფელად რომ ვთქვა, არ გამოიყენება შუშის მდგომარეობაში მყოფ პოლიმერებზე. არასწორია იმის თქმა, რომ ეს არის თხევადი კრისტალური ფაზა; სწორია ვთქვათ "გაყინული თხევადი კრისტალური ფაზა". ალბათ, მსგავსება, გადაგვარებული წესრიგი, როცა არ არის სამგანზომილებიანი წესრიგი, მაგრამ არის ორგანზომილებიანი წესრიგი, ალბათ, ზოგადი ფენომენია და თუ დააკვირდები, ბევრ ადგილს იპოვი. თუ ჩემს ელ.ფოსტაზე გამომიგზავნით ასეთი ნამუშევრების ბმულებს, დიდი მადლობელი ვიქნები.

ბორის დოლგინი: ძალიან კარგია, როცა ვახერხებთ გავხდეთ კიდევ ერთი პლატფორმა, სადაც სხვადასხვა სპეციალობის მეცნიერებს შეუძლიათ კონტაქტის შენარჩუნება.

ალექსეი ბობროვსკი: Შესანიშნავია

ხმა აუდიტორიისგან: კიდევ ერთი სამოყვარულო კითხვა. თქვენ თქვით, რომ ფოტოქრომულ თხევადკრისტალურ პოლიმერებს აქვთ შედარებით დაბალი რეაგირების სიჩქარე გარემოს ცვლილებებზე. რა არის მათი სავარაუდო სიჩქარე?

ალექსეი ბობროვსკი: საუბარია რამდენიმე წუთში პასუხზე. ძალიან თხელი ფენების ძლიერი სინათლის ზემოქმედების შემთხვევაში, ადამიანები აღწევენ მეორე პასუხს, მაგრამ ჯერჯერობით ეს ყველაფერი ნელია. არის ასეთი პრობლემა. არის ეფექტები, რომლებიც დაკავშირებულია სხვა რამესთან (ამაზე არ ვსაუბრობ): ჩვენ გვაქვს პოლიმერული ფილმი და მასში არის ფოტოქრომული ფრაგმენტები და შეგვიძლია გამოვყოთ საკმარისი ინტენსივობის პოლარიზებულ შუქზე და ამ სინათლემ შეიძლება გამოიწვიოს ბრუნვითი დიფუზია, ანუ ამ მოლეკულების ბრუნვა პოლარიზაციის სიბრტყის პერპენდიკულარულად - არის ასეთი ეფექტი, თავიდან დიდი ხნის წინ აღმოაჩინეს, ახლაც სწავლობენ და მეც ამას ვაკეთებ. საკმარისად მაღალი სინათლის ინტენსივობით, ეფექტები შეიძლება შეინიშნოს მილიწამებში, მაგრამ, როგორც წესი, ეს არ არის დაკავშირებული ფილმის გეომეტრიის ცვლილებასთან, ეს შინაგანად, პირველ რიგში, იცვლება ოპტიკური თვისებებით.

ალექსეი ბობროვსკი: იყო მცდელობა ინფორმაციის ჩასაწერად მასალის გაკეთების და იყო ასეთი განვითარებები, მაგრამ, როგორც ვიცი, ასეთი მასალები კონკურენციას ვერ გაუწევს არსებულ მაგნიტურ ჩანაწერს და სხვა არაორგანულ მასალებს, ასე რომ, რატომღაც ინტერესი ჩაკვდა ამ მიმართულებით, მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ ის აღარ განახლდება.

ბორის დოლგინი: რაღაცის გამო, ვთქვათ, ახალი მოთხოვნების გაჩენა.

ალექსეი ბობროვსკი: საქმის უტილიტარული მხარე დიდად არ მაინტერესებს.

ბორის დოლგინი: ჩემი შეკითხვა ნაწილობრივ უკავშირდება მას, მაგრამ არა იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება მისი გამოყენება, ეს ცოტა ორგანიზაციულად უტილიტარულია. იმ სფეროში, სადაც თქვენ მუშაობთ თქვენს განყოფილებაში და ა.შ., როგორც ვთქვით, გაქვთ ერთობლივი პროექტები, შეკვეთები ზოგიერთი ბიზნეს სტრუქტურიდან და ა.შ. როგორ არის სტრუქტურირებული ურთიერთქმედება ზოგადად ამ სფეროში: ფაქტობრივი მკვლევარი, შედარებით რომ ვთქვათ, გამომგონებელი/ინჟინერი ან გამომგონებელი და შემდეგ ინჟინერი, შესაძლოა სხვადასხვა საგნები, შემდეგ, შედარებით რომ ვთქვათ, რაიმე სახის მეწარმე, რომელსაც ესმის, რა უნდა გააკეთოს მასთან, შეიძლება, მაგრამ ეს ნაკლებად სავარაუდოა, ინვესტორი, რომელიც მზად არის ფული მისცეს მეწარმეს, რათა მან განახორციელოს ეს, როგორც ახლა ამბობენ, ინოვაციური პროექტი? როგორ არის სტრუქტურირებული ეს ჯაჭვი თქვენს გარემოში იმდენად, რამდენადაც თქვენ შეხვედით მასთან?

ალექსეი ბობროვსკი: ასეთი ჯაჭვი ჯერ არ არსებობს და იქნება თუ არა, უცნობია. პრინციპში, დაფინანსების იდეალური ფორმა იგივეა, რაც ჩვეულებრივი საბაზისო მეცნიერება. თუ საფუძვლად ავიღებთ რუსეთის საბაზისო კვლევების ფონდს და ამ ყველაფერს, რაზეც არაერთხელ იყო განხილული, რადგან პირადად მე არ ვისურვებდი რაიმე ასე მიმართული, ბრძანების გაკეთებას.

ბორის დოლგინი: ამიტომაც ვსაუბრობ სხვადასხვა თემაზე და არავითარ შემთხვევაში არ ვამბობ, რომ მეცნიერი უნდა იყოს ინჟინერი, მეწარმე და ა.შ. მე ვსაუბრობ სხვადასხვა თემაზე, იმაზე, თუ როგორ შეიძლება შეიქმნას ურთიერთქმედება, როგორ შეიძლება უკვე მუშაობდეს ურთიერთქმედება.

ალექსეი ბობროვსკი: ჩვენ გვაქვს სხვადასხვა შეთავაზება გარედან, მაგრამ ეს ძირითადად კომპანიებია ტაივანიდან, კორეიდან და აზიიდან, სხვადასხვა ტიპის სამუშაოებისთვის, რომლებიც დაკავშირებულია თხევადი კრისტალური პოლიმერების გამოყენებასთან სხვადასხვა დისპლეის აპლიკაციებისთვის. ჩვენ გვქონდა ერთობლივი პროექტი Philips-თან, Merck-თან და სხვებთან, მაგრამ ეს არის ერთობლივი პროექტის ფარგლებში - ჩვენ ვაკეთებთ კვლევის ნაწილს და ასეთ ინტელექტუალურ გამომუშავებას ან გამომავალს პოლიმერული ნიმუშების სახით ან აქვს გაგრძელება ან არა, მაგრამ ყველაზე ხშირად მთავრდება მოსაზრებების გაცვლით, რაიმე სახის მეცნიერული განვითარებით, მაგრამ ამას ჯერ არ მიუღწევია რაიმე გამოყენებამდე. სერიოზულად - ამის თქმა შეუძლებელია.

ბორის დოლგინი: გაძლევენ ბრძანებას რაიმე სახის კვლევის, რაღაც ვარიანტის, რაღაც იდეის შემუშავებაზე.

ალექსეი ბობროვსკი: ზოგადად, დიახ, ასეც ხდება, მაგრამ მე არ მომწონს მუშაობის ეს ფორმა (ჩემი პირადი განცდა). რაც თავში მომივიდა, ამას ჩემი შესაძლებლობების ფარგლებში ვაკეთებ და არა იმიტომ, რომ ვიღაცამ თქვა: „გაიღეთ ასეთი და ეს ფილმი ასეთი თვისებებით“. Მე არ ვარ დაინტერესებული.

ბორის დოლგინი: წარმოიდგინეთ ადამიანი, რომელიც დაინტერესებულია ამით. როგორ შეეძლო ის, ის, ვინც დაინტერესებულია თქვენი ზოგადი მეცნიერული იდეების დახვეწით, რომელიც მიიღეთ თქვენი ალტრუისტული, მკაცრად მეცნიერული ინტერესებიდან, როგორ შეეძლო თქვენთან ურთიერთობა ისე, რომ ნამდვილად საინტერესო იქნებოდა ორივესთვის? რა არის ეს ორგანიზაციული სქემა?

ალექსეი ბობროვსკი: მიჭირს პასუხის გაცემა.

ბორის დოლგინი: ზოგადი სემინარები? რა შეიძლება იყოს ეს? ასეთი მცდელობები არ არის - ზოგიერთი ინჟინერი?..

ალექსეი ბობროვსკი: ერთობლივი პროექტის ფარგლებში ყველაფერი შეიძლება განხორციელდეს. რაიმე სახის ურთიერთქმედება სავსებით შესაძლებელია, მაგრამ მე ალბათ ბოლომდე ვერ გავიგე კითხვა, რა არის პრობლემა?

ბორის დოლგინი: ჯერჯერობით პრობლემა არის სხვადასხვა ტიპის სტრუქტურებს შორის ურთიერთქმედების ნაკლებობა. ის ზეწოლას ახდენს თქვენზე, როგორც მეცნიერზე, ან ზეწოლას ახდენს თქვენზე, რომ გააკეთოთ ის, რისი გაკეთებაც შესაძლოა არ გინდოდეთ. Ეს არის პრობლემა.

ალექსეი ბობროვსკი: ეს კოლოსალური დაფინანსების პრობლემაა

ბორის დოლგინი: წარმოიდგინეთ, რომ იქნება დამატებითი დაფინანსება, მაგრამ ეს არ გამორიცხავს ტექნიკური განვითარების საჭიროებას. როგორ შეგიძლიათ გადახვიდეთ თქვენგან ტექნოლოგიაზე ისე, რომ დააკმაყოფილოთ?

ალექსეი ბობროვსკი: ფაქტია, რომ თანამედროვე მეცნიერება საკმაოდ ღიაა და რასაც ვაკეთებ, ვაქვეყნებ - და რაც მალე მით უკეთესი.

ბორის დოლგინი: მაშ, თქვენ მზად ხართ გაგიზიაროთ შედეგები, იმ იმედით, რომ ვისაც გემოვნება შეუძლია ისარგებლოს ამით?

ალექსეი ბობროვსკი: თუ ვინმე წაიკითხავს ჩემს სტატიას და რაიმე იდეა ექნება, მადლობელი ვიქნები. თუ კონკრეტული მოვლენები გამოვა ამ პუბლიკაციიდან, იქნება პატენტები, ფული, ღვთის გულისთვის. ამ ფორმით მოხარული ვიქნებოდი, მაგრამ, სამწუხაროდ, რეალურად თურმე ყველაფერი პარალელურად არსებობს, ასეთი გამოსავალი არ არის. მეცნიერების ისტორია აჩვენებს, რომ ხშირად ხდება კონკრეტული გამოყენების შეფერხება ზოგიერთი ფუნდამენტური აღმოჩენის შემდეგ - დიდი თუ პატარა.

ბორის დოლგინი: ან რაიმე თხოვნის შემდეგ.

ალექსეი ბობროვსკი: Ან ასე.

ლევ მოსკოვკინი:ცოტა პროვოკაციული კითხვა მაქვს. თემა, რომელიც ბორისმა წამოჭრა, ძალიან მნიშვნელოვანია. არის თუ არა აქ გარკვეული მოდის გავლენა (ეს სოციოლოგიის ერთ-ერთ ლექციაზე ისმოდა)? თქვენ თქვით, რომ თხევად კრისტალებთან მუშაობა ახლა მოდური არ არის. ეს არ ნიშნავს იმას, რომ რადგან ისინი არ არიან დაკავებულნი ამით, არ არიან საჭირო, იქნებ ეს ინტერესი დაბრუნდეს და რაც მთავარია...

ბორის დოლგინი: ანუ ლევი გვიბრუნებს საკითხს მოდის მექანიზმების შესახებ მეცნიერებაში, როგორც გარკვეულ სამეცნიერო საზოგადოებაში.

ლევ მოსკოვკინი:ფაქტობრივად, ჩაიკოვსკიმ ასევე ისაუბრა ამაზე, მოდა იქ ძალიან ძლიერია ყველა მეცნიერებაში. მეორე კითხვა: მე კარგად ვიცი, როგორ აირჩიეს ავტორიტეტები მეცნიერებაში, რომლებმაც იცოდნენ განზოგადება. თქვენ შეგიძლიათ გამოაქვეყნოთ თქვენი მასალები რამდენიც გინდათ, მე პირადად არასდროს შემხვედრია, ჩემთვის ეს არის მთელი ფენა, რომელიც მე უბრალოდ არ ვიცოდი. შეაჯამეთ ისე, რომ გაიგოთ ამის მნიშვნელობა იმავე ცხოვრების გასაგებად, იმის გასაგებად, თუ რა შეგვიძლია გავაკეთოთ. Გმადლობთ.

ბორის დოლგინი: მეორე კითხვა ვერ გავიგე, მაგრამ ჯერ პირველს შევეხოთ - მოდის შესახებ მეცნიერებაში. რა მექანიზმია, რატომ არ არის ახლა ეს მოდური, არის ამაში რაიმე საშიშროება?

ალექსეი ბობროვსკი: მე ვერ ვხედავ საფრთხეს. გასაგებია, რომ დაფინანსებასთან დაკავშირებული საკითხები მნიშვნელოვანია, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, მეჩვენება, რომ ბევრ რამეში მეცნიერება ახლა ეყრდნობა კონკრეტულ ადამიანებს, რომლებსაც აქვთ კონკრეტული პირადი ინტერესები, ინტერესი ამა თუ იმ საკითხის მიმართ. გასაგებია, რომ პირობები კარნახობს გარკვეულ შეზღუდვებს, თუმცა კონკრეტული ადამიანების აქტიურობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ გარკვეული სფერო ვითარდება, როგორც ყველაფერი ვითარდება. მიუხედავად იმისა, რომ ბევრს ამბობენ იმაზე, რომ მეცნიერება კოლექტიური გახდა. მართლაც, ახლა არის დიდი პროექტები, ზოგჯერ საკმაოდ წარმატებული, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, ინდივიდის როლი მეცნიერების ისტორიაში ახლაც უზარმაზარია. მნიშვნელოვან როლს თამაშობს პირადი ინტერესები და ინტერესები. ნათელია, რომ, როგორც თხევადი კრისტალების შემთხვევაში, ელექტრონიკის ამგვარმა განვითარებამ დიდი სტიმული გამოავლინა თხევადი კრისტალების კვლევის განვითარებაში, როდესაც მიხვდნენ, რომ თხევადი კრისტალების გამოყენება და მისგან ფულის გამომუშავება, ბუნებრივია, ბევრი იყო. ფული კვლევაში შევიდა. გასაგებია, რომ ასეთი კავშირი...

ბორის დოლგინი: გამოხმაურება ბიზნესიდან და მეცნიერებიდან.

ალექსეი ბობროვსკი: ...ეს არის თანამედროვე მეცნიერების ერთ-ერთი მახასიათებელი, როდესაც მოდის შეკვეთა ადამიანებისგან, რომლებიც ფულს შოულობენ და აწარმოებენ პროდუქტს - და შემდეგ ფინანსდება კვლევა და, შესაბამისად, ხდება აქცენტის გადანაცვლება იმაზე, რაც საინტერესოა. რა არის მომგებიანი. ამას აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები, მაგრამ ასეა. მართლაც, ახლა თხევადი კრისტალების მიმართ ინტერესი თანდათან გაშრება, რადგან ყველაფერი, რისი მოპოვებაც შეიძლებოდა, უკვე იწარმოება და ყველაფერი გასაუმჯობესებელია. არ ვიცი, ამაზე სერიოზულად არასდროს მიფიქრია, მიუხედავად ამისა, არსებობს სხვადასხვა სახის ჩვენების აპლიკაციები, ოპტოელექტრონიკაში, თხევადი კრისტალების აპლიკაციები (ხალხი მუშაობს ამაზე), როგორც სენსორები, იქამდე, რომ მუშაობა მიმდინარეობს. თხევადი კრისტალების ბიოლოგიურ სენსორად მოლეკულად გამოყენების შესაძლებლობის შესახებ. ასე რომ, ზოგადად, ვფიქრობ, რომ ინტერესი უბრალოდ არ გაშრება, გარდა ამისა, კვლევის დიდი ტალღა უკავშირდება იმას, რომ ნანოსთვის ფულის გაცემა დაიწყო. პრინციპში, მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი პოპულარული მოდაა ნანონაწილაკების თხევად კრისტალებში ჩასმა, ნამუშევრების დიდი რაოდენობაა, მაგრამ მათ შორის არის კარგი საინტერესო ნამუშევრები ამ თემაზე, ანუ რა ემართება ნანოობიექტებს, როცა ისინი შეიყვანეთ თხევადი კრისტალური გარემო, რა ეფექტები გამოჩნდება. მე ვფიქრობ, რომ განვითარება შესაძლებელია ყველა სახის სხვადასხვა რთული მოწყობილობის მოპოვების თვალსაზრისით, რაც დაკავშირებულია მეტამასალების გაჩენასთან, რომლებსაც აქვთ ძალიან საინტერესო ოპტიკური თვისებები - ეს არის უჩვეულო სტრუქტურები, რომლებიც დამზადებულია სხვადასხვა გზით თხევად კრისტალებთან ერთად, გაჩენა. შესაძლებელია ახალი ოპტიკური ეფექტები და ახალი აპლიკაციები. მე ამჟამად ვათვალიერებ სტატიებს ჟურნალში Liquid Crystals და მათი დონე ეცემა და კარგი სტატიების რაოდენობა მცირდება, მაგრამ ეს არ ნიშნავს რომ ყველაფერი ცუდია და თხევადი კრისტალების მეცნიერება არ მოკვდება, რადგან ეს არის ძალიან საინტერესო ობიექტი. ინტერესის ვარდნა კატასტროფად არ მეჩვენება.

ბორის დოლგინი: აქ ნელ-ნელა გადავდივართ ლეოს მიერ ჩვენთვის დასმულ მეორე კითხვაზე. თუ რაიმე ფუნდამენტურად ახალი თეორია დაიბადება არსებულის საფუძველზე, რომელიც გვპირდება რაღაც პლუსს თხევადი კრისტალებისთვის, როგორც ჩანს, ინტერესი მაშინვე გაიზრდება.

ალექსეი ბობროვსკი: შესაძლებელია ასეც მოხდეს.

ბორის დოლგინირამდენადაც მე მესმის კითხვა, სწორედ ამაზეა საუბარი: არის ინტრამეცნიერული ტექსტები, რომლებიც თანდათან ცვლის რაღაცას გაგებაში, არის ინოვაციური ტექსტები, რომლებიც რადიკალურად იცვლება, მაგრამ ამავე დროს ერთგვარი ინტერფეისი სპეციალისტებსა და საზოგადოებას შორის. შესაძლოა ერთი და იგივე მეცნიერებისგან შედგებოდეს, მაგრამ სხვა სფეროებიდან არის რამდენიმე განზოგადებული ნაშრომი, რომელიც გვიხსნის, თითქოს ეს ნაწილები რაღაც ზოგად სურათში შეაერთოს. როგორც მივხვდი, ლევმა გვესაუბრა ამის შესახებ, იკითხა, როგორ არის არჩეული და ვინ წერს ამ განმაზოგადებელ ნაწარმოებებს?

ალექსეი ბობროვსკი: არის ასეთი კონცეფცია - სამეცნიერო ჟურნალისტიკა, რომელიც ჩვენთან არც თუ ისე განვითარებულია, მაგრამ არსებობს მთელ მსოფლიოში და წარმომიდგენია, რამდენად კარგად არის განვითარებული იქ და, მიუხედავად ამისა, აქაც არსებობს. ამაზე მიუთითებს მიმდინარე საჯარო ლექციაც

ბორის დოლგინი: არ შეიძლება ითქვას, რომ ვიღაც შეგნებულად ხურავს სამუშაოს სფეროს.

ალექსეი ბობროვსკი: არა, არავინ არაფერს მალავს, პირიქით, ყველა ნორმალური მეცნიერი ყველანაირად ცდილობს აჩვენოს მსოფლიოს, რაც გააკეთა: რაც შეიძლება სწრაფად და რაც შეიძლება მაქსიმალურად ხელმისაწვდომი. გასაგებია, რომ ვიღაცას შეუძლია თქვას კარგი ამბავი, ვიღაცას შეუძლია თქვას ცუდი ამბავი, მაგრამ სწორედ ამისთვის არიან მეცნიერები ჟურნალისტები, რომლებსაც შეუძლიათ მეცნიერებისგან საზოგადოებამდე ინფორმაციის გადამცემი.

ბორის დოლგინი: ჯერ კიდევ საბჭოთა პერიოდში არსებობდა პოპულარული სამეცნიერო ლიტერატურა და ასევე იყო სპეციალური ჟანრი - სამეცნიერო ფანტასტიკა, ნაწილობრივ კრებულები "გზა უცნობში" 60-იანი წლების დასაწყისში, წიგნები "ევრიკა" სერიიდან, ერთ-ერთი პირველი პოსტ- ომის პიონერი იყო დანიილ დანინი, რომელიც ძირითადად წერდა ფიზიკაზე. სხვა საკითხია, რომ ჯერ კიდევ არიან მეცნიერები, რომლებიც წერენ რაღაც განზოგადებულ ნაშრომებს, პოპულარიზაციას უწევენ ვინმეს, მაგრამ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ვინმე ირჩევს ვინ დაწერს და ვის წაიკითხავს თუ არა. ზემოხსენებული ჩაიკოვსკი რაღაცას წერს, ვიღაცას მოსწონს.

ალექსეი ბობროვსკი: პრობლემა, მეჩვენება, ეს არის. ფაქტია, რომ ჩვენს ქვეყანაში ახლა კატასტროფულად ცოტაა ნორმალური მეცნიერი და თავად მეცნიერების მდგომარეობა იმაზე უარესია, ვიდრე ოდესმე. თუ ვსაუბრობთ თხევად კრისტალებსა და თხევადკრისტალურ პოლიმერებზე, მაშინ ეს არის იზოლირებული ლაბორატორიები, რომლებიც უკვე კვდებიან. გასაგებია, რომ 90-იან წლებში იყო რაღაც კოლაფსი და კოშმარი, მაგრამ, ზოგადად, შეიძლება ითქვას, რომ რუსეთში თხევადი კრისტალების შესახებ მეცნიერება არ არსებობს. ვგულისხმობ - სამეცნიერო საზოგადოებას, თურმე უფრო ხშირად ვურთიერთობ უცხოეთში მოღვაწე ადამიანებთან, ვკითხულობ სტატიებს და ამ ყველაფერს, მაგრამ ჩვენგან სტატიები პრაქტიკულად არ მოდის. პრობლემა ის არის, რომ ჩვენ არ გვაქვს მეცნიერება და არა ის, რომ ამ მეცნიერებაში არ არსებობს განმაზოგადებელი სამუშაოები. შეგიძლიათ განზოგადოთ ის, რაც ხდება დასავლეთში - ესეც მშვენიერია, მაგრამ არ არსებობს საფუძველი, მნიშვნელოვანი რგოლი, არ არიან მეცნიერები.

ლევ მოსკოვკინი:დავაზუსტებ, თუმცა პრინციპში ყველაფერი სწორია. ფაქტია, რომ ჩვენ ყოველთვის ბოლო ლექციის თემის გარშემო ვტრიალებთ. მეცნიერებს შორის კონკურენცია იმდენად ძლიერია, რომ მე აბსოლუტურად მიხარია, რომ ეს ჩემი თვალით ვნახე და ვეთანხმები, რომ ყველა მეცნიერი ცდილობს აჩვენოს მსოფლიოს თავისი მიღწევები. ეს ხელმისაწვდომია მხოლოდ მათთვის, ვინც არის აღიარებული ავტორიტეტი, როგორიცაა ტიმოფეევ-რესოვსკი. ეს გაკეთდა საბჭოთა პერიოდში - ცნობილია, როგორ - და აქ არის ეფექტი, მაგალითი, რომელიც შეიძლება ბევრი ახსნას - მწვანე ბლოკნოტის ეფექტი, რომელიც ვინ იცის სად გამოქვეყნდა და ვერავინ ახსოვს, რა არის ეს ჩვეულებრივი კონფერენცია. ეწოდა, რადგან არცერთი ჟურნალი, რომელიც ახლა აკრედიტებულია უმაღლესი საატესტაციო კომისიის მიერ, აკადემიური ჟურნალი, პრინციპში არ მიიღებდა ასეთ სიახლეს, მაგრამ მან წარმოშვა ახალი მეცნიერება, გადაიქცა გენეტიკის მეცნიერებად, ცხოვრების გაგებაში, და ეს, ზოგადად, უკვე ცნობილია. ეს იყო საბჭოთა პერიოდში ზემოდან მხარდაჭერით - ტიმოფეევ-რესოვსკის მხარი დაუჭირეს CPSU ცენტრალური კომიტეტის პლენუმზე მისი კოლეგების კონკურსიდან, თორემ მას შეჭამდნენ.

ბორის დოლგინი: სიტუაცია, როდესაც სახელმწიფომ დაასრულა მეცნიერების მნიშვნელოვანი ნაწილი: სახელმწიფოს სხვა ბაზების მხარდაჭერის გარეშე შეუძლებელი იყო თავის დაღწევა.

ლევ მოსკოვკინი:გენეტიკაში არის მონაცემების ზვავი, რომლის განზოგადებაც არ არსებობს, რადგან არავინ არავის ენდობა და არავინ აღიარებს სხვის ავტორიტეტს.

ბორის დოლგინი: რატომ?! გვქონდა საუბარი გენეტიკოსები, რომლებსაც სხვა გენეტიკოსები უსმენდნენ და სიამოვნებით განიხილავდნენ.

ალექსეი ბობროვსკი: არ ვიცი რა ხდება გენეტიკაში, მაგრამ მეცნიერებაში, რომელსაც მე ვაკეთებ, სიტუაცია აბსოლუტურად საპირისპიროა. ადამიანები, რომლებიც იღებენ ახალ საინტერესო შედეგს, დაუყოვნებლივ ცდილობენ გამოაქვეყნონ ის რაც შეიძლება სწრაფად.

ბორის დოლგინი: ყოველ შემთხვევაში, კონკურენციის ინტერესებიდან გამომდინარე - ადგილის დაჭერა.

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ. გასაგებია, რომ შეიძლება არ ჩამოწერონ მეთოდების ზოგიერთი დეტალი და ასე შემდეგ, მაგრამ ჩვეულებრივ, თუ ელ.წერილს წერთ და გკითხავთ, როგორ გააკეთეთ ეს იქ, უბრალოდ ძალიან საინტერესოა, ეს ყველაფერი მთლიანად იხსნება - და.. .

ბორის დოლგინი: თქვენი დაკვირვებით, მეცნიერება უფრო ღია ხდება.

ალექსეი ბობროვსკი: ყოველ შემთხვევაში მე ღია მეცნიერების ეპოქაში ვცხოვრობ და ეს კარგია.

ბორის დოლგინი: Გმადლობთ. როდესაც მოლეკულური ბიოლოგები გვესაუბრებოდნენ, ისინი ჩვეულებრივ მოგვმართავდნენ საკმაოდ ღია მონაცემთა ბაზებზე და ა.შ. და გვირჩევდნენ მათთან დაკავშირებას.

ალექსეი ბობროვსკი: ფიზიკაშიც იგივეა, არის არქივი, სადაც ადამიანებს შეუძლიათ სტატიის დაუმუშავებელი (საკამათო) ვერსია განათავსონ მიმოხილვამდეც კი, მაგრამ აქ უფრო მეტია ბრძოლა გამოქვეყნების სიჩქარისთვის, რაც უფრო სწრაფად აქვთ მათ. პრიორიტეტი. ვერანაირ დახურვას ვერ ვხედავ. გასაგებია, რომ ამას არანაირი კავშირი არ აქვს დახურულ სამხედროებთან და სხვასთან, მეცნიერებაზე მაქვს საუბარი.

ბორის დოლგინი: Გმადლობთ. მეტი შეკითხვა?

ხმა აუდიტორიისგან: იმდენი კითხვა არ მაქვს, როგორც წინადადება, იდეა. ვფიქრობ, კრისტალიზაციის სურათების ამ თემას დიდი პოტენციალი აქვს სკოლებში ბავშვებსა და ახალგაზრდებს მეცნიერების სწავლებისთვის. იქნებ აზრი აქვს 45 წუთიანი ერთი ელექტრონული გაკვეთილის შექმნას და საშუალო სკოლებისთვის გადანაწილებას? ახლა არის ელექტრონული დაფები, რომლებსაც ბევრი არ იყენებს, სკოლებს აქვთ დავალებული. ვფიქრობ, კარგი იქნება, 45 წუთის განმავლობაში ვაჩვენოთ ეს სურათები ბავშვებს, შემდეგ კი, ბოლოს ავუხსნათ, როგორ კეთდება ეს ყველაფერი. მეჩვენება, რომ საინტერესო იქნებოდა ასეთი თემის შეთავაზება და როგორმე დაფინანსება.

ალექსეი ბობროვსკი: მზად ვარ დაგეხმაროთ, თუ რამე მოხდება. მიაწოდე, დაწერე რაც საჭიროა.

ბორის დოლგინი: საოცარი. ასე ყალიბდება განზოგადებები, ასე წესრიგდება. ჯარიმა. Დიდი მადლობა. რაიმე სხვა შემოქმედებითი შეკითხვა? შეიძლება ვინმეს ენატრებოდნენ, ჩვენ ვერ ვხედავთ, ჩემი აზრით, ძირითადად ამაზე მსჯელობდნენ.

ბორის დოლგინი: მეცნიერები არიან, მეცნიერება არ არსებობს.

ბორის დოლგინი: ანუ აუცილებელი თუ აუცილებელი და საკმარისი პირობა?

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ, ზიანი შეუქცევადია, დრო დაიკარგა, ეს სრულიად აშკარაა და, რა თქმა უნდა, ჟღერს: „როგორ არ არის რუსეთში მეცნიერება?! Როგორ მოხდა? ეს არ შეიძლება იყოს, არის მეცნიერება, არის მეცნიერები, არის სტატიები“. პირველ რიგში, დონის დონეზე, ყოველდღე ვკითხულობ სამეცნიერო ჟურნალებს. ძალზე იშვიათია რუსი ავტორების სტატიები, რომლებიც დამზადებულია რუსეთში, თხევად კრისტალებზე ან პოლიმერებზე. ეს იმიტომ, რომ ან არაფერი ხდება, ან ყველაფერი ხდება ისე დაბალ დონეზე, რომ ხალხი ვერ აქვეყნებს ნორმალურ სამეცნიერო ჟურნალში, ბუნებრივია, მათ არავინ იცნობს. ეს არის აბსოლუტურად საშინელი სიტუაცია.

ალექსეი ბობროვსკი: Მეტი და მეტი.

ბორის დოლგინი: ანუ პრობლემა ავტორებში არ არის, პრობლემა მეცნიერებაშია.

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ, ანუ, რუსეთში, რა თქმა უნდა, არ არსებობს სრულყოფილი, კარგად ფუნქციონირებადი სტრუქტურა ან რაღაცნაირად მუშაობს სახელით „მეცნიერება“. საბედნიეროდ, არის ლაბორატორიების ღიაობა, რომლებიც მეტ-ნაკლებად ნორმალურ დონეზე მუშაობენ და ჩართულნი არიან საერთაშორისო მეცნიერების ზოგად სამეცნიერო პროცესში - ეს არის კომუნიკაციის შესაძლებლობების განვითარება ინტერნეტის საშუალებით, სხვა გზით, საზღვრების გახსნა საშუალებას გაძლევთ. გლობალური სამეცნიერო პროცესისგან განცალკევებულად კი არ ვიგრძნო თავი, მაგრამ რაც ხდება ქვეყნის შიგნით, ბუნებრივია, არ არის საკმარისი ფული და თუ გაზრდი დაფინანსებას, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ რამე შეიცვალოს, რადგან დაფინანსების გაზრდის პარალელურად, აუცილებელია. რომ შეძლოს იმ ადამიანების შემოწმება, ვისაც ეს ფული ეძლევა. შეგიძლიათ ფული მისცეთ, ვიღაც მოიპარავს, ვინ იცის რაზე დახარჯავს, მაგრამ სიტუაცია არანაირად არ შეიცვლება.

ბორის დოლგინი: მკაცრად რომ ვთქვათ, ქათმისა და კვერცხის პრობლემა გვაქვს. ერთის მხრივ, ჩვენ არ შევქმნით მეცნიერებას დაფინანსების გარეშე, მეორე მხრივ, დაფინანსებით, მაგრამ სამეცნიერო საზოგადოების გარეშე, რომელიც უზრუნველყოფს ექსპერტიზის ბაზარს და უზრუნველყოფს ნორმალურ რეპუტაციას, ჩვენ ვერ შევძლებთ ამ ფულის გაცემას. გზა, რომელიც დაეხმარება მეცნიერებას.

ალექსეი ბობროვსკი: სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, აუცილებელია საერთაშორისო ექსპერტიზისა და შეფასების მოზიდვა ძლიერი მეცნიერებისგან, განურჩევლად მათი მდებარეობის ქვეყნისა. ბუნებრივია, აუცილებელია საკანდიდატო და სადოქტორო დისერტაციების დაცვასთან დაკავშირებული სასერტიფიკაციო საქმეების ინგლისურ ენაზე გადასვლა; მინიმუმ რეფერატები უნდა იყოს ინგლისურ ენაზე. ეს აბსოლუტურად აშკარაა და იქნება გარკვეული მოძრაობა ამ მიმართულებით, იქნებ როგორმე უკეთესობისკენ შეიცვალოს და ასე - თუ ყველას მისცემთ ფულს... ბუნებრივია, ძლიერი მეცნიერები, რომლებიც მეტ ფულს მიიღებენ - ისინი, რა თქმა უნდა, იმუშავებს უფრო ეფექტურად, მაგრამ ფულის უმეტესი ნაწილი გაქრება არავინ იცის სად. ეს ჩემი აზრია.

ბორის დოლგინი: გთხოვ მითხარი, ახალგაზრდა მეცნიერი ხარ, მაგრამ უკვე მეცნიერებათა დოქტორი ხარ და შენთან სხვა გაგებით მოდიან ახალგაზრდები, სტუდენტები, ახალგაზრდა მეცნიერები. არიან ისეთები ვინც შენთან მოდიან?

ალექსეი ბობროვსკი: ვმუშაობ უნივერსიტეტში და ნებით თუ უნებლიედ, ხან მინდა, ხან არ მინდა, ვხელმძღვანელობ საკურსიო, სადიპლომო და ასპირანტურაში მუშაობას.

ბორის დოლგინი: არიან მათ შორის მომავალი მეცნიერები?

ალექსეი ბობროვსკი: Უკვე. საკმაოდ წარმატებულად მუშაობენ მეთვალყურეობის მქონე ადამიანები, მაგალითად, პოსტდოქტორები ან სამეცნიერო ჯგუფების ხელმძღვანელები, ბუნებრივია, საუბარია მხოლოდ საზღვარგარეთზე. ვინც მე ვხელმძღვანელობდი და ისინი დარჩნენ რუსეთში, ისინი არ მუშაობენ მეცნიერებაში, რადგან მათ უნდა გამოკვებოს ოჯახი და ნორმალურად იცხოვროს.

ბორის დოლგინი: მადლობა, ანუ ფინანსები.

ალექსეი ბობროვსკი: ბუნებრივია, დაფინანსება და ხელფასები კრიტიკას ვერ უძლებს.

ბორის დოლგინი: ეს ჯერ კიდევ პირადია...

ალექსეი ბობროვსკი: ამაში საიდუმლო არ არის. უნივერსიტეტში კანდიდატის მინიმუმის მქონე უფროსი მკვლევარის ხელფასი თვეში თხუთმეტი ათასი რუბლია. ყველაფერი დანარჩენი დამოკიდებულია მეცნიერის საქმიანობაზე: თუ მას შეუძლია ჰქონდეს საერთაშორისო გრანტები და პროექტები, მაშინ ის მეტს იღებს, მაგრამ მას ნამდვილად შეუძლია თვეში თხუთმეტი ათასი რუბლის დათვლა.

ბორის დოლგინი: რაც შეეხება დოქტორანტს?

ალექსეი ბობროვსკი: ჯერ არ მომცეს, ჯერ ზუსტად არ ვიცი რამდენს მომცემენ, პლუს ოთხი ათასს დაამატებენ.

ბორის დოლგინი: აღნიშნული გრანტები საკმაოდ მნიშვნელოვანი რამაა. სწორედ დღეს გამოვაქვეყნეთ საინტერესო მკვლევარის მიერ გამოგზავნილი სიახლეები, მაგრამ როცა კითხვა დაუსვეს დაფინანსებას, მან ისაუბრა, კერძოდ, ამ სფეროს მნიშვნელობაზე და ისევ, რომ აღარაფერი ვთქვათ ჩვენს პუბლიკაციებზე, მინისტრი ფურსენკო ამბობს, რომ სამეცნიერო ხელმძღვანელებმა გრანტები უნდა მიიღონ. დააფინანსონ თავიანთი კურსდამთავრებულები და ამით მოახდინოს ფინანსური მოტივაცია.

ალექსეი ბობროვსკი: არა, ეს ჩვეულებრივ ხდება კარგ სამეცნიერო ჯგუფში, თუ ადამიანს, ისევე როგორც ვალერი პეტროვიჩ შიბაევს, იმ ლაბორატორიის ხელმძღვანელს, რომელშიც მე ვმუშაობ, აქვს დიდი დამსახურებული სახელი სამეცნიერო სამყაროში, აქვს გრანტების შესაძლებლობა. და პროექტები. უფრო ხშირად თხუთმეტიათასიანი „შიშველი“ ხელფასით არ ვამთავრებ, ყოველთვის არის რაღაც პროექტები, მაგრამ ყველას არ შეუძლია, ეს არ არის ზოგადი წესი, ამიტომ ყველა მიდის.

ბორის დოლგინი: ანუ ლიდერს უნდა ჰქონდეს საკმაოდ მაღალი საერთაშორისო ავტორიტეტი და ასევე იყოს ნაკადში.

ალექსეი ბობროვსკი: დიახ, ყველაზე ხშირად. ვფიქრობ, გამიმართლა მრავალი თვალსაზრისით. ძლიერ სამეცნიერო ჯგუფში გაწევრიანების ელემენტმა დადებითად იმუშავა.

ბორის დოლგინი: აქ ჩვენ ვხედავთ ძველი კარგი მეცნიერების გამოხმაურებას, იმ ფაქტს, რომ წარმოიშვა ეს ყველაზე ძლიერი სამეცნიერო ჯგუფი, რის გამოც თქვენ შეძლეს გააცნობიეროთ თქვენი ტრაექტორია. დიახ, ეს ძალიან საინტერესოა, მადლობა. ბოლო სიტყვა მე მაქვს.

ხმა აუდიტორიისგან: პრეტენზია არ მაქვს ბოლო სიტყვაზე. მინდა აღვნიშნო, რომ ის, რაზეც თქვენ საუბრობთ, აბსოლუტურად გასაგებია და არ მიიღოთ ეს როგორც სპორტი. მინდა აღვნიშნო, რომ ალექსეი სავატეევის ლექციაზე ითქვა, რომ ამერიკაში საერთოდ არ არსებობს მეცნიერება. მისი თვალსაზრისი ისეთივე დამაჯერებლად არგუმენტირებულია, როგორც შენი. მეორეს მხრივ, რუსეთში მეცნიერება განსაკუთრებით სწრაფად განვითარდა, როცა მეცნიერება საერთოდ არ იხდიდა, არამედ აქტიურად იპარებოდა და ასეთი რამ ხდებოდა.

ბორის დოლგინი: საუბარია მე-19 საუკუნის ბოლოს - მე-20 საუკუნის დასაწყისზე?

ბორის დოლგინი: Გერმანიაში?

ბორის დოლგინი: და როცა მისი სამეცნიერო კვლევა უფრო აქტიურად განვითარდა...

ხმა აუდიტორიისგან: რუსეთში არა ის, არამედ ზოგადად რუსეთში მეცნიერება ყველაზე ეფექტურად მაშინ განვითარდა, როცა არ იხდიდნენ. არის ასეთი ფენომენი. ამის გამართლება შემიძლია, ეს არ არის თვალსაზრისი, ბორის, ეს ფაქტია. ასევე მინდა საკმაოდ პასუხისმგებლობით გითხრათ - ეს უკვე ფაქტი კი არა, დასკვნაა - რომ თქვენი იმედი, რომ საერთაშორისო ექსპერტიზა და ინგლისური ენა დაგეხმარებათ, ამაოა, რადგან დუმაში მუშაობისას ვხედავ სასტიკ კონკურენციას უფლებებისთვის. და დუმაში ამერიკის მიმართ საავტორო უფლებების ცალმხრივი კანონების ლობირება. ისინი ყველა ანიჭებენ ინტელექტუალური საკუთრების უზარმაზარ პროცენტს, მათ საერთოდ არ აინტერესებთ, რომ ჩვენი იარაღი იქ არ იყოს დაკოპირებული, ამას თავად აკეთებენ.

ბორის დოლგინი: ვხედავ, პრობლემა...

ალექსეი ბობროვსკი: იარაღი და მეცნიერება პარალელური საგნებია.

ხმა აუდიტორიისგან: ბოლო მაგალითი: ფაქტია, რომ როდესაც ჟენია ანანიევი, ის და მე ერთად ვსწავლობდით ბიოლოგიის ფაკულტეტზე, აღმოვაჩინეთ მობილური ელემენტები დროზოფილას გენომში, აღიარება მოვიდა მხოლოდ ჟურნალში "ქრომოსომებში" გამოქვეყნების შემდეგ, მაგრამ ხისინის ავტორიტეტმა დაარღვია ეს. პუბლიკაცია, რადგან მიმოხილვა ასეთი იყო: "თქვენს ბნელ რუსეთში მათ არ იციან როგორ გაიმეორონ დნმ". Გმადლობთ.

ბორის დოლგინი: იდეები კონკრეტულ ქვეყანაში სამეცნიერო კვლევის დონის შესახებ სტატიების განხილვის მკაცრი, მკაფიო სისტემის არარსებობის პირობებში, როდესაც ზოგადი იდეები გამოიყენება, პრობლემას წარმოადგენს.

ალექსეი ბობროვსკი: რაც შეეხება ინგლისურ ენას, ყველაფერი ძალიან მარტივია - ეს არის საერთაშორისო სამეცნიერო ენა. ნებისმიერი მეცნიერი, რომელიც ჩართულია მეცნიერებაში, მაგალითად გერმანიაში, გერმანელი აქვეყნებს თავის თითქმის ყველა სტატიას ინგლისურად. სხვათა შორის, გერმანიაში ბევრი დისერტაცია ინგლისურადაა დაცული, რომ აღარაფერი ვთქვათ დანიაზე და ჰოლანდიაზე, თუნდაც იმიტომ, რომ იქ ბევრი უცხოელია. მეცნიერება საერთაშორისოა. ისტორიულად, მეცნიერების ენა ინგლისურია.

ბორის დოლგინი: ახლახან მოხდა, რომ მეცნიერების ენა გერმანული იყო.

ალექსეი ბობროვსკი: შედარებით ცოტა ხნის წინ, მაგრამ, მიუხედავად ამისა, ახლა ასეა, ასე რომ, ინგლისურზე გადასვლა აშკარა იყო, ყოველ შემთხვევაში, აბსტრაქტებისა და სერტიფიცირების დონეზე, რათა ნორმალურ დასავლელ მეცნიერებს შეეძლოთ ამ რეფერატების წაკითხვა, გამოხმაურება, შეფასება. გამოდით ჩვენი ჭაობიდან, თორემ ეს ყველაფერი მთლიანად ამოუცნობში ჩაიძირება და რაც დარჩება სრული პროფანაციაა. ეს უკვე მრავალმხრივ ხდება, მაგრამ როგორმე უნდა ვეცადოთ ამ ჭაობიდან გამოსვლას.

ბორის დოლგინი: გახსენით ფანჯრები, რათა თავიდან აიცილოთ სუნი.

ალექსეი ბობროვსკი: მაინც დაიწყე ვენტილაცია.

ბორის დოლგინი: კარგი. Გმადლობთ. ეს ოპტიმისტური რეცეპტია. სინამდვილეში, თქვენი ტრაექტორია შთააგონებს ოპტიმიზმს, მიუხედავად ყველა პესიმიზმისა.

ალექსეი ბობროვსკი: ჩვენ ისევ გადავუხვიეთ იმ ფაქტს, რომ ლექციის მთავარი იდეა არის იმის დემონსტრირება, თუ რამდენად ლამაზი და საინტერესოა თხევადი კრისტალები. იმედი მაქვს, ყველაფერი, რაც ვთქვი, გარკვეულ ინტერესს გამოიწვევს. ახლა თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ბევრი ინფორმაცია თხევადი კრისტალების შესახებ, ეს არის პირველი. და მეორეც, მიუხედავად ნებისმიერი პირობებისა, მეცნიერები ყოველთვის იარსებებს, ვერაფერი შეაჩერებს მეცნიერულ პროგრესს, ეს ასევე შთააგონებს ოპტიმიზმს და ისტორია გვიჩვენებს, რომ ყოველთვის არიან ადამიანები, ვინც მეცნიერებას წინ უძღვის, ვისთვისაც მეცნიერება ყველაფერზე მაღლა დგას.

ციკლებში „საჯარო ლექციები „Polit.ru“ და „საჯარო ლექციები „Polit.ua“ შესრულდა შემდეგი მომხსენებლები:

• ლეონარდ პოლისჩუკი. რატომ გადაშენდნენ დიდი ცხოველები გვიან პლეისტოცენში? პასუხი მაკროეკოლოგიის პერსპექტივიდან
• მიროსლავ მარინოვიჩი. გულაგის სულიერი წვრთნა
• კირილ ესკოვი. ევოლუცია და ავტოკატალიზი
• მიხაილ სოკოლოვი. როგორ იმართება სამეცნიერო პროდუქტიულობა. გამოცდილება დიდი ბრიტანეთიდან, გერმანიიდან, რუსეთიდან, აშშ-დან და საფრანგეთიდან
• ოლეგ უსტენკო. დაუმთავრებელი კრიზისის ისტორია
• გრიგორი საპოვი. კაპიტალისტური მანიფესტი. ლ.ფონ მიზესის წიგნის „ადამიანური საქმიანობა“ ცხოვრება და ბედი.
• ალექსანდრე ირვანეც. ასე რომ, რა ხარ, ბიძია მწერალი!
• ვლადიმერ კატანაევი. კიბოს საწინააღმდეგო წამლების შემუშავების თანამედროვე მიდგომები
• ვახტანგ ყიფიანი. პერიოდული სამიზდატი უკრაინაში. 1965-1991 წწ
• ვიტალი ნაიშული. ეკლესიის მიერ კულტურის მიღება
• ნიკოლაი კავერინი. გრიპის პანდემიები კაცობრიობის ისტორიაში
• ალექსანდრე ფილონენკო. თეოლოგია უნივერსიტეტში: დაბრუნება?
• ალექსეი კონდრაშევი. ადამიანის ევოლუციური ბიოლოგია და ჯანმრთელობა
• სერგეი გრადიროვსკი. თანამედროვე დემოგრაფიული გამოწვევები
• ალექსანდრე კისლოვი. კლიმატი წარსულში, აწმყოში და მომავალში
• ალექსანდრე აუზანი, ალექსანდრე პასხავერი. ეკონომიკა: სოციალური შეზღუდვები ან სოციალური რეზერვები
• კონსტანტინე პოპადინი. სიყვარული და მავნე მუტაციები ან რატომ სჭირდება ფარშევანგის გრძელი კუდი?
• ანდრეი ოსტალსკი. სიტყვის თავისუფლების გამოწვევები და საფრთხეები თანამედროვე მსოფლიოში
• ლეონიდ პონომარევი. რამდენი ენერგია სჭირდება ადამიანს?
• ჟორჟ ნივატი. ბნელის თარგმნა: კულტურებს შორის კომუნიკაციის გზები
• ვლადიმერ გელმანი. სუბნაციონალური ავტორიტარიზმი თანამედროვე რუსეთში
• ვიაჩესლავ ლიხაჩევი. შიში და ზიზღი უკრაინაში
• ევგენი გონტმახერი. რუსეთის მოდერნიზაცია: INSOR-ის პოზიცია
• დონალდ ბუდრო. ანტიმონოპოლიური პოლიტიკა კერძო ინტერესების სამსახურში
• სერგეი ენიკოლოპოვი. ძალადობის ფსიქოლოგია
• ვლადიმერ კულიკი. უკრაინის ენობრივი პოლიტიკა: ხელისუფლების ქმედებები, მოქალაქეების მოსაზრებები
• მიხაილ ბლინკინი. ტრანსპორტი სიცოცხლისთვის ხელსაყრელ ქალაქში
• ალექსეი ლიდოვი, გლებ ივაკინი. ძველი კიევის წმინდა სივრცე
• ალექსეი სავატეევი. სად მიდის (და მიგვიყვანს) ეკონომიკა?
• ანდრეი პორტნოვი. ისტორიკოსი. მოქალაქე. სახელმწიფო. ერის მშენებლობის გამოცდილება
• პაველ პლეჩოვი. ვულკანები და ვულკანოლოგია
• ნატალია ვისოცკაია. თანამედროვე ამერიკული ლიტერატურა კულტურული პლურალიზმის კონტექსტში
• დისკუსია ალექსანდრე აუზანთან. რა არის მოდერნიზაცია რუსულად?
• ანდრეი პორტნოვი. სავარჯიშოები ისტორიით უკრაინულ ენაზე: შედეგები და პერსპექტივები
• ალექსეი ლიდოვი. ხატი და ხატი წმინდა სივრცეში
• ეფიმ რაჩევსკი. სკოლა, როგორც სოციალური ლიფტი
• ალექსანდრა გნატიუკი. ომთაშორის პერიოდის პოლონურ-უკრაინული ურთიერთგაგების არქიტექტორები (1918-1939 წწ.)
• ვლადიმერ ზახაროვი. ექსტრემალური ტალღები ბუნებაში და ლაბორატორიაში
• სერგეი ნეკლიუდოვი. ლიტერატურა, როგორც ტრადიცია
• იაკოვ გილინსკი. აკრძალვის მეორე მხარე: კრიმინალისტის შეხედულება
• დანიილ ალექსანდროვი. საშუალო ფენები ტრანზიტულ პოსტსაბჭოთა საზოგადოებებში
• ტატიანა ნეფედოვა, ალექსანდრე ნიკულინი. სოფლის რუსეთი: სივრცითი შეკუმშვა და სოციალური პოლარიზაცია
• ალექსანდრე ზინჩენკო. ღილაკები ხარკოვიდან. ყველაფერი რაც არ გვახსოვს უკრაინულ კატინზე
• ალექსანდრე მარკოვი. სიკეთისა და ბოროტების ევოლუციური ფესვები: ბაქტერიები, ჭიანჭველები, ადამიანები
• მიხაილ ფავოროვი. ვაქცინები, ვაქცინაცია და მათი როლი საზოგადოებრივ ჯანმრთელობაში
• ვასილი ზაგნიკო. დედამიწის ვულკანური და ტექტონიკური აქტივობა: მიზეზები, შედეგები, პერსპექტივები
• კონსტანტინე სონინი. ფინანსური კრიზისის ეკონომიკა. Ორი წლის შემდეგ
• კონსტანტინე სიგოვი. ვინ ეძებს სიმართლეს? „ფილოსოფიათა ევროპული ლექსიკონი“?
• მიკოლა რიაბჩუკი. უკრაინის პოსტკომუნისტური ტრანსფორმაცია
• მიხაილ გელფანდი. ბიოინფორმატიკა: მოლეკულური ბიოლოგია სინჯარასა და კომპიუტერს შორის
• კონსტანტინე სევერინოვი. მემკვიდრეობა ბაქტერიებში: ლამარკიდან დარვინამდე და უკან
• მიხაილ ჩერნიშში, ელენა დანილოვა. ხალხი შანხაიში და პეტერბურგში: დიდი ცვლილებების ეპოქა
• მარია იუდკევიჩი. სადაც დაიბადე, გამოგადგება: უნივერსიტეტის საკადრო პოლიტიკა
• ნიკოლაი ანდრეევი. მათემატიკური კვლევები - ტრადიციის ახალი ფორმა
• დიმიტრი ბაკი. "თანამედროვე" რუსული ლიტერატურა: კანონის შეცვლა
• სერგეი პოპოვი. ჰიპოთეზები ასტროფიზიკაში: რატომ არის ბნელი მატერია უკეთესი ვიდრე უცხოპლანეტელები?
• ვადიმ სკურატოვსკი. გასული საუკუნის 60-70-იანი წლების კიევის ლიტერატურული გარემო
• ვლადიმერ დვორკინი. რუსეთისა და ამერიკის სტრატეგიული იარაღი: შემცირების პრობლემები
• ალექსეი ლიდოვი. ბიზანტიური მითი და ევროპული იდენტობა
• ნატალია იაკოვენკო. უკრაინის ისტორიის ახალი სახელმძღვანელოს კონცეფცია
• ანდრეი ლანკოვი. მოდერნიზაცია აღმოსავლეთ აზიაში, 1945-2010 წწ.
• სერგეი სლუჩი. რატომ სჭირდებოდა სტალინს ჰიტლერთან თავდაუსხმელობის პაქტი?
• გუზელ ულუმბეკოვა. გაკვეთილები რუსეთის ჯანდაცვის რეფორმებიდან
• ანდრეი რიაბოვი. შუალედური შედეგები და პოსტსაბჭოთა გარდაქმნების ზოგიერთი თავისებურება
• ვლადიმერ ჩეტვერნინი. ლიბერტარიანიზმის თანამედროვე იურიდიული თეორია
• ნიკოლაი დრონინი. გლობალური კლიმატის ცვლილება და კიოტოს პროტოკოლი: ათწლეულის შედეგები
• იური პივოვაროვი. რუსული პოლიტიკური კულტურის ისტორიული ფესვები
• იური პივოვაროვი. რუსული პოლიტიკური კულტურის ევოლუცია
• პაველ პეჩენკინი. დოკუმენტური ფილმი, როგორც ჰუმანიტარული ტექნოლოგია
• ვადიმ რადაევი. რევოლუცია ვაჭრობაში: გავლენა ცხოვრებასა და მოხმარებაზე
• ალეკ ეპშტეინი. რატომ არ გტკივა სხვისი ტკივილი? მეხსიერება და დავიწყება ისრაელსა და რუსეთში
• ტატიანა ჩერნიგოვსკაია. როგორ ვფიქრობთ? მულტილინგვიზმი და ტვინის კიბერნეტიკა
• სერგეი ალექსაშენკო. კრიზისის წელი: რა მოხდა? რა კეთდება? რას უნდა ველოდო?
• ვლადიმერ პასტუხოვი. ორმხრივი მოგერიების ძალა: რუსეთი და უკრაინა - ერთი და იგივე ტრანსფორმაციის ორი ვერსია
• ალექსანდრე იურიევი. ადამიანური კაპიტალის ფსიქოლოგია რუსეთში
• ანდრეი ზორინი. ჰუმანიტარული განათლება სამ ეროვნულ საგანმანათლებლო სისტემაში
• ვლადიმერ პლუნგიანი. რატომ უნდა იყოს თანამედროვე ლინგვისტიკა კორპუსული ლინგვისტიკა
• ნიკიტა პეტროვი. სტალინური რეჟიმის კრიმინალური ბუნება: სამართლებრივი საფუძვლები
• ანდრეი ზუბოვი. აღმოსავლეთ ევროპისა და პოსტსაბჭოთა გზები პლურალისტური სახელმწიფოებრიობისკენ დაბრუნებისკენ
• ვიქტორ ვახშტაინი. სოციოლოგიის დასასრული: მეცნიერების სოციოლოგიის პერსპექტივები
• ევგენი ონიშჩენკო. მეცნიერების კონკურენტული მხარდაჭერა: როგორ ხდება ეს რუსეთში
• ნიკოლაი პეტროვი. რუსული პოლიტიკური მექანიკა და კრიზისი
• ალექსანდრე აუზანი. სოციალური კონტრაქტი: ხედი 2009 წლიდან
• სერგეი გურიევი. როგორ შეცვლის კრიზისი მსოფლიო ეკონომიკასა და ეკონომიკურ მეცნიერებას
• ალექსანდრე ასეევი. აკადემიური ქალაქები, როგორც მეცნიერების, განათლებისა და ინოვაციების ცენტრები თანამედროვე რუსეთში

რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო

ყაზანის (ვოლგის რეგიონი) ფედერალური უნივერსიტეტი

ქიმიური ინსტიტუტის სახელობის. A. M. Butlerova

არაორგანული ქიმიის კათედრა

რეზიუმე თემაზე:

« თხევადი კრისტალური პოლიმერები"

სამუშაო დასრულებულია

714 ჯგუფის მოსწავლე

ხიკმატოვა გ.ზ.

შევამოწმე ნამუშევარი

იგნატიევა კ.ა

ყაზანი-2012წ.

შესავალი……………………………………………………………………………………..3

1. თხევადი კრისტალები……………………………………………………………

1.1 აღმოჩენის ისტორია ……………………………………………………………………………………………

1.2. კრისტალური ფაზის სახეები……………………………………………………….

1.3. თხევადი კრისტალების შესწავლის მეთოდები………………………………………………………….11

2. თხევადი კრისტალური პოლიმერები………………………………………………….13

2.1.LC პოლიმერების მოლეკულური დიზაინის პრინციპები.............14

2.2. თხევადკრისტალური პოლიმერების ძირითადი ტიპები……………….18

2.3. LC პოლიმერების თვისებების სტრუქტურა და მახასიათებლები..…………………………..20

2.4. განაცხადის სფეროები……………………………………………………………..

2.4.1 ელექტრული ველის კონტროლი - თხელფილიანი ოპტიკური მასალების მიღების გზა……………………………………………………

2.4.2. ქოლესტერინის LC პოლიმერები - სპექტროზონალური ფილტრები და წრიული პოლარიზატორები………………………………………………………….23

2.4.3.LC პოლიმერები, როგორც კონტროლირებადი ოპტიკურად აქტიური მედია ინფორმაციის ჩაწერისთვის……………………………………………………………………………………..24

2.4.4.სუპერმაღალი სიმტკიცის ბოჭკოები და თვითგამაგრებული პლასტმასები………………………………………………………………………………………….25

გამოყენებული ლიტერატურა…………………………………………………………………………………………………

განაცხადი.

შესავალი.

80-იანი წლები პოლიმერულ მეცნიერებაში აღინიშნა ახალი დარგის დაბადებით და სწრაფი განვითარებით - თხევადი კრისტალური პოლიმერების ქიმია და ფიზიკა. ეს სფერო, რომელიც აერთიანებდა სინთეზურ ქიმიკოსებს, თეორიულ ფიზიკოსებს, კლასიკურ ფიზიკურ ქიმიკოსებს, პოლიმერის მეცნიერებს და ტექნოლოგებს, გადაიზარდა ინტენსიურად განვითარებულ ახალ მიმართულებად, რამაც ძალიან სწრაფად მოიტანა პრაქტიკული წარმატება მაღალი სიმტკიცის ქიმიური ბოჭკოების შექმნაში და დღეს იპყრობს ყურადღებას. ოპტიკოსებისა და მიკროელექტრონიის სპეციალისტებისგან. მაგრამ მთავარი ეს კი არ არის, არამედ ის, რომ თხევადი კრისტალური მდგომარეობა პოლიმერებსა და პოლიმერულ სისტემებში, როგორც აღმოჩნდა, არა მხოლოდ ძალზე გავრცელებულია - დღეს აღწერილია მრავალი ასეული პოლიმერული თხევადი კრისტალი - არამედ წარმოადგენს სტაბილურობას. პოლიმერული სხეულების წონასწორული ფაზური მდგომარეობა.
ამაში არის რაღაც პარადოქსიც კი. 1988 წელს ასი წლისთავი აღინიშნა მას შემდეგ, რაც ავსტრიელმა ბოტანიკოსმა ფ. რეინიცერმა აღწერა პირველი თხევადი კრისტალური ნივთიერება, ქოლესტერინის ბენზოატი. გასული საუკუნის 30-იან წლებში განვითარდა დაბალმოლეკულური ორგანული თხევადი კრისტალების ფიზიკა და 60-იან წლებში მსოფლიოში უკვე მოქმედებდა ამ კრისტალების საფუძველზე მილიონობით მოწყობილობა. თუმცა, 60-70-იან წლებში პოლიმერის მეცნიერთა უმეტესობა ვერ წარმოიდგენდა, მაგალითად, ქოლესტერინის ტიპის თერმოტროპული თხევადი კრისტალური პოლიმერების არსებობას და ზოგადად, ასეთი სისტემები, როგორც ჩანს, ატიპიური მაკრომოლეკულური ობიექტების ეგზოტიკური წარმომადგენლები იყვნენ. სინამდვილეში, ბოლო წლებში მოხდა ინფორმაციის ერთგვარი „აფეთქება“ და დღეს არავის უკვირს ლიოტროპული და თერმოტროპული თხევადი კრისტალური პოლიმერები, რომლებიც ყოველთვიურად ათეულობით სინთეზირდება.

ამ ნაშრომში მინდოდა მესაუბრა, როდის და როგორ აღმოაჩინეს თხევადი კრისტალური მდგომარეობა, რა არის უნიკალური თხევადი კრისტალები სხვა ობიექტებთან შედარებით, თხევადი კრისტალური პოლიმერები და რატომ არიან ისინი საინტერესო და მშვენიერი.

თხევადი კრისტალები.

ნივთიერებების უმეტესობა შეიძლება არსებობდეს აგრეგაციის მხოლოდ სამ მდგომარეობაში: მყარი, თხევადი და აირისებრი. ნივთიერების ტემპერატურის შეცვლით, ის შეიძლება თანმიმდევრულად გადავიდეს ერთი მდგომარეობიდან მეორეში. ჩვეულებრივ, განიხილებოდა მყარი ნივთიერებების სტრუქტურა, რომელიც მოიცავდა კრისტალებს და ამორფულ სხეულებს. კრისტალების გამორჩეული მახასიათებელია მათში გრძელვადიანი რიგის არსებობა და თვისებების ანიზოტროპია (სიმეტრიის ცენტრის მქონე კრისტალების გარდა). ამორფულ მყარ სხეულებში არის მხოლოდ მცირე დიაპაზონის რიგი და, შედეგად, ისინი იზოტროპულია. სითხეში ასევე არსებობს მოკლე დიაპაზონის რიგი, მაგრამ სითხეს აქვს ძალიან დაბალი სიბლანტე, ანუ აქვს სითხე.

მატერიის ჩამოთვლილი სამი მდგომარეობის გარდა, არის მეოთხე, ე.წ თხევადი კრისტალი.იგი შუალედურია მყარსა და თხევადს შორის და ასევე ე.წ მეზომორფული მდგომარეობა. ამ მდგომარეობაში შეიძლება იყოს ძალიან დიდი რაოდენობით ორგანული ნივთიერებები რთული ღეროს ფორმის ან დისკის ფორმის მოლეკულებით. ამ შემთხვევაში მათ ეძახიან თხევადი კრისტალებიან მეზოფაზა.

ამ მდგომარეობაში ნივთიერებას აქვს კრისტალის მრავალი თვისება, კერძოდ, მას ახასიათებს მექანიკური, ელექტრული, მაგნიტური და ოპტიკური თვისებების ანიზოტროპია და ამავე დროს მათ აქვთ სითხის თვისებები. სითხეების მსგავსად, ისინი თხევადია და იღებენ კონტეინერის ფორმას, რომელშიც მოთავსებულია.

მათი ზოგადი თვისებებიდან გამომდინარე, LC შეიძლება დაიყოს ორ დიდ ჯგუფად. თხევადი კრისტალები, რომლებიც წარმოიქმნება ტემპერატურის ცვლილებისას, ეწოდება თერმოტროპული.თხევად კრისტალებს, რომლებიც ჩნდება ხსნარებში, როდესაც მათი კონცენტრაცია იცვლება, ეწოდება ლიოტროპული.

1.1. თხევადი კრისტალები აღმოაჩინეს 1888 წელს. ბოტანიკის ავსტრიელი პროფესორი ფ. რეინიცერი ახალი ნივთიერების, ქოლესტერილის ბენზოატის შესწავლისას, რომელიც ქოლესტერინის და ბენზოინის მჟავას ეთერს წარმოადგენს.

მან აღმოაჩინა, რომ 145°-მდე გაცხელებისას კრისტალური ფაზა (თეთრი ფხვნილი) გადაიქცევა უცნაურ მოღრუბლულ სითხეში, ხოლო 179°-მდე გაცხელებისას შეინიშნება გადასვლა ჩვეულებრივ გამჭვირვალე სითხეში. იგი ცდილობდა ამ ნივთიერების გაწმენდას, რადგან არ იყო დარწმუნებული, რომ მას ჰქონდა სუფთა ქოლესტერინის ბენზოატი, მაგრამ მიუხედავად ამისა, ეს ორი ფაზის გადასვლა გამრავლდა. ამ ნივთიერების ნიმუში მან თავის მეგობარ ფიზიკოს ოტო ფონ ლემანს გაუგზავნა. ლემანმა შეისწავლა ჩვეულებრივი კრისტალები, მათ შორის პლასტმასის კრისტალები, რომლებიც რბილია შეხებით და განსხვავდება ჩვეულებრივი მყარი კრისტალებისაგან. კვლევის ძირითადი მეთოდი იყო პოლარიზებული ოპტიკური მიკროსკოპი - მიკროსკოპი, რომელშიც სინათლე გადის პოლარიზატორის მეშვეობით, გადის ნივთიერებაში, შემდეგ კი ანალიზატორის მეშვეობით - ნივთიერების თხელი ფენით. როდესაც პოლარიზატორისა და ანალიზატორის შორის მოთავსებულია გარკვეული ნივთიერების კრისტალები, შეგიძლიათ იხილოთ ტექსტურები - დამახასიათებელი გამოსახულებები სხვადასხვა კრისტალური ნივთიერებებისთვის - და ამით შეისწავლოთ კრისტალების ოპტიკური თვისებები. აღმოჩნდა, რომ ოტო ფონ ლემანი დაეხმარა მას იმის გაგებაში, თუ რა იყო შუალედური მდგომარეობის, ბოდვის მიზეზი. ოტო ფონ ლემანი სერიოზულად იყო დარწმუნებული, რომ კრისტალური ნივთიერებების, კრისტალების ყველა თვისება დამოკიდებულია მხოლოდ მოლეკულების ფორმაზე, ანუ არ აქვს მნიშვნელობა, როგორ განლაგებულია ისინი ამ კრისტალში, მნიშვნელოვანია მოლეკულების ფორმა. თხევადი კრისტალების შემთხვევაში კი მართალი იყო – მოლეკულების ფორმა განსაზღვრავს თხევადი კრისტალური ფაზის (ძირითადად მოლეკულების ფორმის) წარმოქმნის უნარს. 1888 წელს რეინიცერმა დაწერა, რომ არსებობენ კრისტალები, რომელთა რბილობა ისეთია, რომ მათ შეიძლება ეწოდოს თხევადი, შემდეგ ლემანმა დაწერა სტატია დინებაში კრისტალების შესახებ, ფაქტობრივად, მან დაადგინა ტერმინი. თხევადი კრისტალები. აღმოჩნდა, რომ თხევადი კრისტალები ძალიან მრავალრიცხოვანია და მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ ბიოლოგიურ პროცესებში. ისინი, მაგალითად, ტვინის ნაწილია, კუნთოვანი ქსოვილი, ნერვები და გარსები. ტერმინი „თხევადი კრისტალები“, რომელიც დაფუძნებულია ორი, გარკვეული გაგებით, საპირისპირო სიტყვის – „თხევადი“ და „კრისტალური“ ერთობლივ გამოყენებაზე, კარგად გაიდგა ფესვი, თუმცა ტერმინი „მეზოფაზა“, რომელიც შემოიღო ფრანგმა ფიზიკოსმა ჯ. ფრიდელი ფ. რეინიცერის აღმოჩენიდან ოცდაათი წლის შემდეგ, რომელიც მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან "mesos" (შუალედური), აშკარად უფრო სწორია. ეს ნივთიერებები წარმოადგენს შუალედურ ფაზას კრისტალურსა და თხევადს შორის; ისინი წარმოიქმნება მყარი ფაზის დნობის დროს და არსებობენ გარკვეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში, სანამ შემდგომი გახურება არ გადაიქცევა ჩვეულებრივ სითხეში. მნიშვნელოვანი ისტორიული ეპიზოდი: 20-30-იან წლებში საბჭოთა ფიზიკოსმა ფრედერიკმა შეისწავლა სხვადასხვა მაგნიტური და ელექტრული ველის გავლენა თხევადი კრისტალების ოპტიკურ თვისებებზე და მან აღმოაჩინა მნიშვნელოვანი რამ: თხევად კრისტალებში მოლეკულების ორიენტაცია ძალიან ადვილად იცვლება. გარე ველების გავლენა და ეს ველები ძალიან სუსტია და ძალიან სწრაფად იცვლება. 60-იანი წლების ბოლოდან დაიწყო თხევადი კრისტალური სისტემებისა და თხევადი ბროლის ფაზების შესწავლის ბუმი და ეს დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ მათ ისწავლეს მათი გამოყენება. პირველ რიგში, ინფორმაციის ჩვენების სისტემებისთვის ჩვეულებრივ ელექტრონულ ციფრულ საათებში, შემდეგ კალკულატორებში და კომპიუტერული ტექნოლოგიების მოსვლასთან ერთად, ცხადი გახდა, რომ თხევადი კრისტალები შეიძლება აქტიურად იქნას გამოყენებული დისპლეების წარმოებისთვის. ბუნებრივია, ასეთმა ტექნოლოგიურმა ნახტომმა სტიმული მისცა თხევადი კრისტალების შესწავლას ფუნდამენტური მეცნიერების თვალსაზრისით, მაგრამ უნდა აღინიშნოს, თუ რამდენად დიდია დროითი უფსკრული თხევად კრისტალებთან დაკავშირებულ სამეცნიერო აღმოჩენებს შორის. ფაქტობრივად, ხალხი მათ ცნობისმოყვარეობის გამო აინტერესებდა, არ იყო უტილიტარული ინტერესი, არავინ იცოდა მათი გამოყენება და, მით უმეტეს, იმ წლებში (20-30-იანი წლები) ფარდობითობის თეორია გაცილებით საინტერესო იყო. სხვათა შორის, ფრედერიკსი საბჭოთა კავშირში ფარდობითობის თეორიის პოპულარიზატორი იყო, შემდეგ რეპრესირებულ იქნა და ბანაკებში გარდაიცვალა. სინამდვილეში, 80 წელი გავიდა თხევადი კრისტალების აღმოჩენიდან, სანამ არ ისწავლეს მათი გამოყენება.

1.2. თხევადი კრისტალების შესწავლის პროცესში ცხადი გახდა მატერიის მეოთხე მდგომარეობის ფიზიკური მიზეზები. მთავარია მოლეკულების არასფერული ფორმა. ამ ნივთიერებების მოლეკულები ერთი მიმართულებით ან დისკის ფორმისაა წაგრძელებული. ასეთი მოლეკულები განლაგებულია გარკვეული ხაზის გასწვრივ ან შერჩეულ სიბრტყეში. ცნობილია კრისტალური ფაზის სამი ძირითადი ტიპი: ნემატური(ბერძნული სიტყვიდან "ნემა" - ძაფი), სმექტური(ბერძნული სიტყვიდან "სმეგმა" - საპონი), ქოლესტერინი.

ნემატურ თხევად კრისტალებში მოლეკულების მასის ცენტრები განლაგებულია და მოძრაობს ქაოტურად, როგორც სითხეში, ხოლო მოლეკულების ღერძი პარალელურია. ამრიგად, შორ მანძილზე წესრიგი არსებობს მხოლოდ მოლეკულების ორიენტაციის მიმართ. სინამდვილეში, ნემატური მოლეკულები ასრულებენ არა მხოლოდ მთარგმნელობით მოძრაობებს, არამედ ორიენტაციის ვიბრაციასაც. მაშასადამე, არ არსებობს მოლეკულის მკაცრი პარალელიზმი, მაგრამ ჭარბობს საშუალო ორიენტაცია (ნახ. 7.19).ორიენტაციის ვიბრაციების ამპლიტუდა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. ტემპერატურის მატებასთან ერთად წარმოიქმნება უფრო დიდი გადახრები ორიენტაციის პარალელიზმიდან და ფაზის გადასვლის დროს მოლეკულების ორიენტაცია ქაოტური ხდება. ამ შემთხვევაში, თხევადი ბროლი იქცევა ჩვეულებრივ სითხეში.

პრაქტიკული გამოყენებისთვის ყველაზე დიდი ინტერესია ნივთიერებები, რომლებიც არსებობენ ნემატურ მეზოფაზაში ოთახის ტემპერატურაზე. ამჟამად, სხვადასხვა ნივთიერებების ნარევების მომზადებით, ნემატიკა მიიღება რეგიონში -20-დან +80 გრადუსამდე და უფრო ფართო ტემპერატურულ დიაპაზონშიც კი.

თხევად კრისტალებში ორიენტაციის წესრიგის დასახასიათებლად, ჩვეულებრივ შემოღებულია ორი პარამეტრი: დირექტორი და ხარისხის ორიენტაციის ორდერი, რომელსაც ასევე უწოდებენ შეკვეთის პარამეტრს. დირექტორი არის ერთეული ვექტორი I, რომლის მიმართულება ემთხვევა მოლეკულების გრძელი ღერძების საშუალო ორიენტაციის მიმართულებას. ნემატურ თხევად კრისტალებში რეჟისორი ემთხვევა ოპტიკური ღერძის მიმართულებას. ვექტორი I ფენომენოლოგიურად ახასიათებს მოლეკულების განლაგების შორეულ წესრიგს. ის მხოლოდ განსაზღვრავს მოლეკულური ორიენტაციის მიმართულებას, მაგრამ არ იძლევა რაიმე ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ რამდენად სრულყოფილია მეზოფაზის მოწესრიგება. შორ მანძილზე ორიენტაციის წესრიგის საზომია შეკვეთის პარამეტრი S,განსაზღვრულია შემდეგნაირად:S=1/2(3 ² θ -1) (*), სადაც θ - კუთხე ცალკეული მოლეკულის ღერძსა და თხევადი ბროლის დირექტორს შორის. საშუალოდ (*)-ში ხორციელდება მოლეკულების მთელ ანსამბლზე. მნიშვნელობა S=1 შეესაბამება სრულ ორიენტაციულ წესრიგს, ანუ იდეალურ თხევად კრისტალს, ხოლო S=0 ნიშნავს სრულ ორიენტაციის დარღვევას და შეესაბამება ნემატიკას, რომელიც გარდაიქმნება იზოტროპულ სითხეში.

ქოლესტერინის თხევადი კრისტალებიმათი სახელი ქოლესტერინისგან მიიღო, რადგან უმეტეს შემთხვევაში ისინი ქოლესტერინის ეთერებია. ამავდროულად, ქოლესტერინის ეთერების გარდა, ქოლესტერინის მეზოფაზას ქმნიან მრავალი სხვა ნივთიერებაც. ყველა ნაერთების მოლეკულები, რომლებიც ქმნიან ქოლესტერინს, შეიცავს ასიმეტრიულ ნახშირბადის ატომს, რომელიც დაკავშირებულია ოთხი კოვალენტური ბმით სხვადასხვა ატომებთან ან ატომების ჯგუფთან. ასეთი მოლეკულები არ შეიძლება გაერთიანდეს საკუთარ თავთან მარტივი სუპერპოზიციით, ისევე როგორც მარცხენა და მარჯვენა ხელი. მათ ეძახიან ქირალურიმოლეკულები (ძველი ებრაული „მემკვიდრედან“ - ხელი).

ქირალური მოლეკულებისგან შემდგარი ქოლესტერინის თხევადი კრისტალები სტრუქტურით ჰგავს ნემატიკას, მაგრამ აქვთ ფუნდამენტური განსხვავება. ეს მდგომარეობს იმაში, რომ ნემატისგან განსხვავებით, მოლეკულების ერთგვაროვანი ორიენტაცია ქოლესტერულში ენერგიულად არახელსაყრელია. ქირალური ქოლესტერიული მოლეკულები შეიძლება განლაგდეს ერთმანეთის პარალელურად თხელ მონოშრეში, მაგრამ მიმდებარე ფენაში მოლეკულები გარკვეული კუთხით უნდა ბრუნავდეს. ასეთი მდგომარეობის ენერგია ნაკლები იქნება, ვიდრე ერთიანი ორიენტაცია. ყოველ მომდევნო ფენაში ფენის სიბრტყეში მწოლიარე I რეჟისორი ისევ მცირე კუთხით ბრუნავს. ამრიგად, მოლეკულების სპირალური წყობა იქმნება ქოლესტერინულ თხევად კრისტალში (ნახ. 7.20). ეს სპირალები შეიძლება იყოს მარცხნივ ან მარჯვნივ. კუთხე α მეზობელი ფენების I ვექტორებს შორის, როგორც წესი, არის სრული ბრუნვის მეასედი, ე.ი. α≈1®. ამ შემთხვევაში, ქოლესტერინის სპირალის სიმაღლე რარის რამდენიმე ათასი ანგსტრომი და შედარებულია სინათლის ტალღის სიგრძესთან სპექტრის ხილულ ნაწილში. ნემატური თხევადი კრისტალები შეიძლება ჩაითვალოს ქოლესტერინული თხევადი კრისტალების განსაკუთრებულ შემთხვევად უსასრულოდ დიდი სპირალური სიმაღლით (P→∞). მოლეკულების ხვეული მოწყობა შეიძლება განადგურდეს ელექტრული ან მაგნიტური ველით, რომელიც გამოიყენება სპირალის ღერძზე პერპენდიკულარულად.

სმექტური თხევადი კრისტალები უფრო მოწესრიგებულია, ვიდრე ნემატური და ქოლესტერინი. ისინი ორგანზომილებიანი კრისტალებივით არიან. გარდა მოლეკულების ორიენტაციული მოწესრიგებისა, ნემატიკაში მოწესრიგების მსგავსად, არსებობს მოლეკულების მასის ცენტრების ნაწილობრივი დალაგება. ამ შემთხვევაში, თითოეული ფენის დირექტორი აღარ დევს ფენის სიბრტყეში, როგორც ქოლესტერიულებში, არამედ ქმნის მასთან გარკვეულ კუთხეს.

ფენებში მოლეკულების დალაგების ბუნებიდან გამომდინარე, სმექტური თხევადი კრისტალები იყოფა ორ ჯგუფად: სმექტიკა არასტრუქტურულითდა სმექტიკა სტრუქტურული ფენებით.

IN სმექტური თხევადი კრისტალები არასტრუქტურული ფენებითფენებში მოლეკულების მასის ცენტრები განლაგებულია ქაოტურად, როგორც სითხეში. მოლეკულებს შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილდნენ ფენის გასწვრივ, მაგრამ მათი მასის ცენტრები იმავე სიბრტყეზეა. ეს თვითმფრინავები, რომლებსაც სმექტიკა ეწოდება, განლაგებულია ერთმანეთისგან იმავე მანძილზე, დაახლოებით მოლეკულის სიგრძის ტოლი. ნახ. სურათი 7.21a გვიჩვენებს მოლეკულების განლაგებას ასეთ სმექტიკაში. ნახატზე ნაჩვენები სმექტური თხევადი კრისტალისთვის, I და ნორმალური n სიბრტყის მიმართულებით ემთხვევა ერთმანეთს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მოლეკულების გრძელი ღერძი პერპენდიკულარულია სმექტური ფენების მიმართ. ასეთ თხევად კრისტალებს უწოდებენ სმექტიკა A. ნახ. ნახაზი 7.21b გვიჩვენებს სმექტიკა არასტრუქტურული შრეებით, რომელშიც რეჟისორი არ არის მიმართული ნორმალურის გასწვრივ ფენისკენ, არამედ ქმნის მასთან გარკვეულ კუთხეს. თხევად კრისტალებს მოლეკულების ამ განლაგებით ეწოდება სმექტიკა C. სმექტური თხევადი კრისტალები უფრო რთული შეკვეთაა, ვიდრე სმექტიკა A და C. მაგალითია smectic F, შეკვეთის დეტალები, რომელშიც ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე შესწავლილი.

IN სმექტიკა სტრუქტურული ფენებითჩვენ უკვე გვაქვს სამგანზომილებიანი სტატისტიკური დალაგება. აქ მოლეკულების მასის ცენტრები ასევე დევს სმექტურ შრეებში, მაგრამ ქმნიან ორგანზომილებიან გისოსს. თუმცა, კრისტალური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, ფენებს შეუძლიათ თავისუფლად სრიალონ ერთმანეთთან შედარებით (როგორც სხვა სმექტიკაში!). ფენების თავისუფლად მოცურების გამო, ყველა სმექტიკას აქვს საპნის მსგავსი შეგრძნება შეხებისას. აქედან გამომდინარეობს მათი სახელწოდება (ბერძნული სიტყვა „სმეგმა“ ნიშნავს საპონს). რიგ სმექტიკაში არის მოლეკულების მასის ცენტრების დალაგება ისევე, როგორც სმექტიკა B, მაგრამ კუთხე I-სა და ნორმალურ n-ს შორის. ფენები არ არის ნულოვანი. ამ შემთხვევაში იქმნება ფსევდოჰექსაგონალური მონოკლინიკური შეკვეთა. ასეთ სმექტიკას ჰქვია H სმექტიკა, ასევე არის D სმექტიკა, რომელიც ახლოსაა კუბურ სტრუქტურასთან სხეულზე ორიენტირებული გისოსებით. ახლად სინთეზირებულ თხევად კრისტალებს შორის არის ისეთებიც, რომლებიც არ შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ნემატიკა, ქოლესტერიკა და სმექტიკა. მათ ჩვეულებრივ ეგზოტიკურ მეზოფაზებს უწოდებენ. მათ შორისაა, მაგალითად, ე.წ.

1.3. პოლარიზაციის მიკროსკოპია თხევადი კრისტალების შესწავლის პირველი მეთოდია, ანუ სურათიდან, რომელსაც მკვლევარი აკვირდება ჯვარედინი პოლარიზატორების პოლარიზებულ მიკროსკოპში, შეიძლება ვიმსჯელოთ რა სახის მეზოფაზა, რა ტიპის თხევადი კრისტალური ფაზა იქმნება. ეს არის ნემატური ფაზის დამახასიათებელი სურათი, რომლის მოლეკულები მხოლოდ ორიენტაციის წესრიგს ქმნიან. ასე გამოიყურება სმექტური ფაზა. რომ წარმოდგენა მოგცეთ ამ ყველაფრის მასშტაბზე, ანუ ის ბევრად აღემატება მოლეკულურ შკალას: სურათის სიგანე ასობით მიკრონია, ანუ მაკროსკოპული სურათია, ტალღის სიგრძეზე ბევრად დიდი. ხილული სინათლისგან. და ასეთი სურათების გაანალიზებით შეიძლება ვიმსჯელოთ როგორი სტრუქტურა არსებობს. ბუნებრივია, არსებობს ამ მეზოფაზების სტრუქტურისა და ზოგიერთი სტრუქტურული თავისებურებების განსაზღვრის უფრო ზუსტი მეთოდები - მეთოდები, როგორიცაა რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი, სხვადასხვა ტიპის სპექტროსკოპია - ეს საშუალებას გვაძლევს გავიგოთ, როგორ და რატომ არის მოლეკულები შეფუთული ამა თუ იმ გზით. .

ქოლესტერინის მეზოფაზა ასე გამოიყურება - ერთ-ერთი ტიპიური სურათი.

როდესაც ტემპერატურა იცვლება, შეინიშნება გარდატეხის ცვლილება, ამიტომ ფერები იცვლება, ჩვენ ვუახლოვდებით გადასვლას - და შეინიშნება გადასვლა იზოტროპულ დნობაზე, ანუ ყველაფერი დაბნელდა, მუქი სურათი ჩანს გადაკვეთილ პოლარიზერებში.

თხევადი კრისტალური პოლიმერები.

თხევადი კრისტალური (LC) პოლიმერები არის მაღალმოლეკულური ნაერთები, რომლებსაც შეუძლიათ გარდაქმნან LC მდგომარეობაში გარკვეულ პირობებში (ტემპერატურა, წნევა, კონცენტრაცია ხსნარში). პოლიმერების LC მდგომარეობა არის წონასწორული ფაზის მდგომარეობა, რომელიც იკავებს შუალედურ პოზიციას ამორფულ და კრისტალურ მდგომარეობებს შორის, ამიტომ მას ასევე ხშირად უწოდებენ მეზომორფულ ან მეზოფაზას (ბერძნულიდან mesos - შუალედური). მეზოფაზის დამახასიათებელი ნიშნებია მაკრომოლეკულების (ან მათი ფრაგმენტების) განლაგების ორიენტაციის არსებობა და ფიზიკური თვისებების ანიზოტროპია გარე გავლენის არარსებობის შემთხვევაში. ძალზე მნიშვნელოვანია ხაზგასმით აღვნიშნოთ, რომ LC ფაზა წარმოიქმნება სპონტანურად, ხოლო პოლიმერში ორიენტაციის წესრიგი ადვილად შეიძლება გამოწვეული იყოს ნიმუშის უბრალოდ გაჭიმვით მაკრომოლეკულების მაღალი ანიზოდიამეტრიის (ასიმეტრიის) გამო.

თუ პოლიმერები გადადიან LC მდგომარეობაში ან მეზოფაზაში თერმული მოქმედების შედეგად (გათბობა ან გაგრილება), მათ უწოდებენ თერმოტროპულ LC პოლიმერებს; თუ LC ფაზა წარმოიქმნება, როდესაც პოლიმერები იხსნება გარკვეულ გამხსნელებში, მათ უწოდებენ ლიოტროპულ LC პოლიმერებს.

პირველი მეცნიერები, რომლებმაც იწინასწარმეტყველეს პოლიმერების მეზოფაზის წარმოქმნის შესაძლებლობა, იყვნენ V.A. კარგინი და პ.ფლორი.

ლექცია 4/1

საგანი. პოლიმერების ფიზიკური მდგომარეობა. კრისტალური, ამორფული და თხევადი კრისტალური პოლიმერები.

გამოარჩევენ აგრეგატი და ფაზაპოლიმერების მდგომარეობა.

პოლიმერები არსებობს აგრეგაციის ორ მდგომარეობაში: მძიმედა თხევადიაგრეგაციის მესამე მდგომარეობა - აირისებრი - არ არსებობს პოლიმერებისთვის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების ძალზე მაღალი ძალების გამო, რაც გამოწვეულია მაკრომოლეკულების დიდი ზომებით.

IN მძიმეაგრეგაციის მდგომარეობაში პოლიმერებს ახასიათებთ მოლეკულების მაღალი შეფუთვის სიმკვრივე, სხეულებში გარკვეული ფორმისა და მოცულობის არსებობა და მათი შენარჩუნების უნარი. მყარი მდგომარეობა რეალიზდება, თუ მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების ენერგია აღემატება მოლეკულების თერმული მოძრაობის ენერგიას.

IN თხევადიაგრეგაციის მდგომარეობაში შენარჩუნებულია მაკრომოლეკულების მაღალი შეფუთვის სიმკვრივე. მას ახასიათებს გარკვეული მოცულობა, გარკვეული ფორმა. თუმცა, ამ მდგომარეობაში პოლიმერს მცირე წინააღმდეგობა აქვს ამ ფორმის შესანარჩუნებლად. Ამიტომაც

პოლიმერი იღებს ჭურჭლის ფორმას.

ისინი არსებობენ აგრეგაციის ორ მდგომარეობაში თერმოპლასტიკური პოლიმერები, რომლებსაც შეუძლიათ დნება. მათ შორისაა მრავალი წრფივი და განშტოებული პოლიმერი - პოლიეთილენი, პოლიპროპილენი, პოლიამიდები, პოლიტეტრაფტორეთილენი და ა.შ.

ბადე პოლიმერები, ისევე როგორც ხაზოვანი და განშტოებული პოლიმერები, რომლებიც გაცხელებისას იძენენ ქსელურ სტრუქტურას, არსებობს მხოლოდ მყარი მდგომარეობა.

მაკრომოლეკულების განლაგების მოწესრიგების ხარისხიდან გამომდინარე, პოლიმერები შეიძლება მოიძებნოს სამში ფაზის მდგომარეობები: კრისტალური, თხევადი კრისტალიდა ამორფული.

კრისტალურიმდგომარეობა ხასიათდება შორ მანძილზე წესრიგი ნაწილაკების მოწყობაში , ანუ ასობით და ათასობით ჯერ მეტია, ვიდრე თავად ნაწილაკების ზომა.

თხევადი კრისტალიშუალედური მდგომარეობა კრისტალურსა და ამორფს შორის.

ამორფულიფაზური მდგომარეობა ხასიათდება დახურვის შეკვეთა პოზიციაზე ნაწილაკები , ანუ, ნაწილაკების ზომებთან შედარებით დისტანციებზე დაფიქსირებული წესრიგი.

პოლიმერების კრისტალური მდგომარეობა

პოლიმერების კრისტალური მდგომარეობა ხასიათდება იმით, რომ მაკრომოლეკულების ერთეულები ქმნიან სტრუქტურებს სამგანზომილებიანი შორ მანძილზე. ამ სტრუქტურების ზომა არ აღემატება რამდენიმე მიკრონს; მათ ჩვეულებრივ უწოდებენ კრისტალები . დაბალმოლეკულური ნივთიერებებისგან განსხვავებით, პოლიმერები არასოდეს კრისტალდება სრულად, კრისტალებით მათში შემორჩენილია ამორფული უბნები (მოწესრიგებული სტრუქტურით). ამიტომ, კრისტალურ მდგომარეობაში მყოფ პოლიმერებს ე.წ ამორფულ-კრისტალური ან ნაწილობრივ კრისტალური. ნიმუშში კრისტალური რეგიონების მოცულობითი შემცველობა ე.წ კრისტალურობის ხარისხი . იგი რაოდენობრივად ფასდება სხვადასხვა სტრუქტურისადმი მგრძნობიარე მეთოდებით. მათგან ყველაზე გავრცელებულია: სიმკვრივის გაზომვა, რენტგენის დიფრაქციული მეთოდი, IR სპექტროსკოპია, NMR. პოლიმერების უმეტესობისთვის კრისტალურობის ხარისხი მერყეობს 20-დან 80%-მდე, რაც დამოკიდებულია მაკრომოლეკულების სტრუქტურასა და კრისტალიზაციის პირობებზე.

განისაზღვრება კრისტალების მორფოლოგია და მათი აგრეგაციის ტიპი კრისტალიზაციის მეთოდი . Ისე, განზავებული ხსნარებიდან ნელი კრისტალიზაციის დროსდაბალმოლეკულურ გამხსნელებში (კონცენტრაცია ~ 0,01%), კრისტალიტები არის ერთჯერადი, რეგულარულად განლაგებული ფირფიტები ( ლამელები ), რომლებიც წარმოიქმნება მაკრომოლეკულის „თავის თავზე“ დაკეცვით (სურ. 1).

ნახ.1. დაკეცილი მაკრომოლეკულების ლამელარული კრისტალის სტრუქტურის სქემა

სვარკა-ინფორმაცია/com

ლამელების სისქე ჩვეულებრივ 10-15 ნმ-ია და განისაზღვრება ნაკეცის სიგრძით, ხოლო მათი სიგრძე და სიგანე შეიძლება განსხვავდებოდეს ფართო საზღვრებში. ამ შემთხვევაში მაკრომოლეკულის ღერძი ფირფიტის სიბრტყის პერპენდიკულარული აღმოჩნდება და ფირფიტის ზედაპირზე წარმოიქმნება მარყუჟები (ნახ. 2). რეგიონების არსებობის გამო, რომლებშიც გროვდება დასაკეცი მაკრომოლეკულების მარყუჟები, არ არსებობს სრული კრისტალური წესრიგი. კრისტალურობის ხარისხი ცალკეული პოლიმერული ერთკრისტალებისთვისაც კი ყოველთვის 100%-ზე ნაკლებია (პოლიეთილენისთვის, მაგალითად, 80-90%). პოლიმერული ერთკრისტალების მორფოლოგია ასახავს მათი ბროლის გისოსების სიმეტრიას, ხოლო სისქე ძლიერ დამოკიდებულია კრისტალიზაციის ტემპერატურაზე და შეიძლება რამდენჯერმე განსხვავდებოდეს.

ბრინჯი. 2. მაკრომოლეკულების ნაკეცები პოლიეთილენის კრისტალიტებში სვარკა-ინფორმაცია/com

ლამელარული კრისტალების გადაგვარებული ფორმაა ფიბრილარული კრისტალები (ფიბრილები), რომლებსაც ახასიათებთ სიგრძისა და სისქის დიდი თანაფარდობა (სურ. 3). ისინი ვითარდებიან იმ პირობებში, რაც ხელს უწყობს ერთ-ერთი სახის შეღავათიან ზრდას, მაგალითად, გამხსნელის აორთქლების მაღალი სიჩქარით. ფიბრილების სისქე ჩვეულებრივ 10-20 ნმ-ია, სიგრძე კი ბევრ მიკრონს აღწევს.

ბრინჯი. 3. ბ - მიკროფიბრილი; გ - ფიბრილი. ელექტრონების დიფრაქციის ნიმუშის სკანირება.. www. ntmdt. ru

ბროლის ფირფიტები წარმოადგენს ხსნარის კრისტალიზაციის უმარტივეს ფორმას. კრისტალიზაციის სიჩქარის ზრდა ან ხსნარის კონცენტრაციის ზრდა იწვევს უფრო რთული სტრუქტურების გამოჩენას: "ტყუპების" სპირალური წარმონაქმნები (კრისტალოგრაფიული სიბრტყის გასწვრივ დაკავშირებული ორი ფირფიტა), ასევე სხვადასხვა დენდრიტული ფორმები, მათ შორის დიდი რაოდენობით ფირფიტები, ხვეული ტერასები, "ტყუპები" და სხვა. კონცენტრაციის შემდგომი მატებით, სფერულიტები . სფერულიტები ასევე წარმოიქმნება პოლიმერების დნობიდან კრისტალიზაციის დროს. ეს არის პოლიმერებში კრისტალური წარმონაქმნების ყველაზე გავრცელებული და გავრცელებული ფორმა.

IN სფერულიტები ლამელები რადიალურად განსხვავდებიან საერთო ცენტრებიდან (სურ. 4). ელექტრონული მიკროსკოპის კვლევებმა აჩვენა, რომ სფერულიტების ფიბრილი შედგება მრავალი ლამელისგან, რომლებიც დაწყობილია ერთმანეთზე და გრეხილია სფერულიტის რადიუსის გარშემო. შეიმჩნევა სფერულიტები, რომელთა დიამეტრი რამდენიმე მიკრონიდან რამდენიმე სმ-მდეა, სამგანზომილებიანი სფერულიტები ჩნდება ბლოკის ნიმუშებში, ორგანზომილებიანი, ბრტყელი კი თხელ ფენებში. ვარაუდობენ, რომ ბლოკის ნიმუშების კრისტალიტებში მაკრომოლეკულის ნაწილს აქვს დაკეცილი კონფორმაცია, ხოლო მეორე ნაწილი გადადის კრისტალიტიდან კრისტალიტზე და აკავშირებს მათ ერთმანეთთან. ეს "გამტარი" ჯაჭვები და დასაკეცი რეგიონები ქმნიან სფერულიტების ამორფულ ნაწილს.

ბრინჯი. 4. პოლიეთილენის სებაკატის რგოლისფერულიტები

იგივე პოლიმერი, კრისტალიზაციის პირობებიდან გამომდინარე, შეიძლება ჩამოყალიბდეს სფერულიტები სხვადასხვა ტიპის ( რადიალური, რგოლისებრი ) (სურ. 5). სუპერგაციების დაბალ გრადუსზე, ჩვეულებრივ, რგოლის ტიპის სფერულიტები წარმოიქმნება, მაღალ გრადუსზე კი რადიალური სფერულიტები. მაგალითად, პოლიპროპილენის სფერულიტებს აქვთ განსხვავებული ოპტიკური თვისებები და დნობის სხვადასხვა წერტილიც კი, რაც დამოკიდებულია კრისტალურ მოდიფიკაციაზე, რომელშიც პოლიმერი კრისტალდება. თავის მხრივ, პოლიპროპილენის სფერულიტები მონოკლინიკური უჯრედით შეიძლება იყოს დადებითი ან უარყოფითი. სფერულიტს უწოდებენ პოზიტიურს, თუ მისი ორმხრივი შეფერხება ნულზე მეტია. თუ ის ნულზე ნაკლებია, მაშინ სფერულიტი უარყოფითია.

ნახ.5. სფერულიტების სახეები: a - რადიალური, b - რგოლი.

დნობის კრისტალიზაცია დნობის წერტილთან ახლოს ტემპერატურაზე (სუპერგაციება არაუმეტეს 1˚C) ხდება ძალიან ნელა და იწვევს გასწორებული ჯაჭვებისგან აგებული ყველაზე სრულყოფილი კრისტალური სტრუქტურების ფორმირებას. გასწორებული ჯაჭვებით კრისტალიზაციის მექანიზმი პრაქტიკაში იშვიათად რეალიზდება. ამისათვის, დნობის გაგრილების პარალელურად, აუცილებელია დიდი სტრესების გამოყენება.

პოლიმერების უმეტესობა კრისტალიზდება სფერულიტების სახით. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში, მხოლოდ ლამელარული კრისტალების ჯგუფები გვხვდება ბლოკის პოლიმერში. ასევე ნაპოვნია სტრუქტურული წარმონაქმნები, რომლებიც შუალედურია ერთკრისტალებსა და სფერულიტებს შორის. ხშირად ეს სტრუქტურები სახიანი და დიდი ზომისაა - ათეულ მიკრონამდე. ჯერ არ არის დაზუსტებული, არის თუ არა გარკვეული რაოდენობის შუალედური სტრუქტურები, ან სხვადასხვა მორფოლოგიური ფორმები მუდმივად გარდაიქმნება ერთმანეთში.

პოლიმერების ამორფული მდგომარეობა

ამორფულიპოლიმერებს არ აქვთ კრისტალური სტრუქტურა.პოლიმერების ეს მდგომარეობა ხასიათდება:

· მაკრომოლეკულების განლაგების სამგანზომილებიანი შორ მანძილზე წესრიგის ნაკლებობა,

· მაკრომოლეკულების ერთეულების ან სეგმენტების განლაგების მოკლე დიაპაზონის წესრიგი, რომელიც სწრაფად ქრება, როდესაც ისინი შორდებიან ერთმანეთს.

პოლიმერის მოლეკულები, როგორც ჩანს, ქმნიან "სამრთველებს", რომელთა სიცოცხლე ძალიან გრძელია პოლიმერების უზარმაზარი სიბლანტისა და მოლეკულების დიდი ზომის გამო. ამიტომ, ზოგიერთ შემთხვევაში ასეთი გროვა პრაქტიკულად უცვლელი რჩება. IN ამორფული ასევე კარგ მდგომარეობაში არიან პოლიმერული ხსნარები და პოლიმერული ჟელეები .

ამორფული პოლიმერები არის ერთფაზიანი და აგებულია ჯაჭვის მოლეკულებისგან, რომლებიც შეგროვებულია პაკეტებში. პაკეტები არის სტრუქტურული ელემენტები და შეუძლიათ გადაადგილება მეზობელ ელემენტებთან შედარებით. ზოგიერთი ამორფული პოლიმერის აგება შესაძლებელია გლობულიგლობულები შედგება ერთი ან მრავალი მაკრომოლეკულისგან, რომელიც შემოვიდა სფერულ ნაწილაკებად (ნახ. 6). მაკრომოლეკულების ბურთად დაკეცვის შესაძლებლობა განისაზღვრება მათი მაღალი მოქნილობით და მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალების უპირატესობით.

სურ.6. ჰემოგლობინის გლობული ფორმა, რომელიც შეიცავს რკინის კომპლექსის ოთხ მოლეკულას

www. კრუგოსვეტი. ru

ამორფული პოლიმერები, ტემპერატურის მიხედვით, შეიძლება იყოს სამ მდგომარეობაში, რომლებიც განსხვავდება თერმული მოძრაობის ბუნებით: შუშისებრი, უაღრესად ელასტიურიდა ბლანტი. ეტაპი, რომელშიც პოლიმერი მდებარეობს, განისაზღვრება მისი სტრუქტურის ცვლილებით და ხაზოვანი პოლიმერების მაკრომოლეკულებს შორის ადჰეზიური ძალებით.

ზე დაბალი ტემპერატურა ამორფული პოლიმერები გვხვდება მინისებრიმდგომარეობა. მოლეკულურ სეგმენტებს არ აქვთ მობილურობა და პოლიმერი იქცევა ჩვეულებრივი მყარივით ამორფულ მდგომარეობაში. ამ მდგომარეობაში მასალა მყიფე . მაღალი ელასტიური მდგომარეობიდან მინის მდგომარეობიდან გადასვლას ტემპერატურის კლებით ეწოდება მინის გადასვლა და ასეთი გადასვლის ტემპერატურაა მინის გადასვლის ტემპერატურა .

მაღალი ელასტიურიხდება მდგომარეობა, რომელიც ხასიათდება პოლიმერის ადვილად დაჭიმვისა და შეკუმშვის უნარით საკმაოდ მაღალ ტემპერატურაზე , როდესაც თერმული მოძრაობის ენერგია საკმარისი ხდება მოლეკულის სეგმენტების მოძრაობის გამოწვევისთვის, მაგრამ ჯერ არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მოლეკულა მთლიანად მოძრაობდეს. მაღალ ელასტიურ მდგომარეობაში პოლიმერებს, შედარებით მცირე მექანიკური სტრესის პირობებში, აქვთ ძალიან დიდი ელასტიური დეფორმაცია . მაგალითად, რეზინებს შეუძლიათ თითქმის 10-ჯერ გაჭიმვა.

IN ბლანტიმდგომარეობა, არა მხოლოდ სეგმენტებს, არამედ მთელ მაკრომოლეკულას შეუძლია გადაადგილება. პოლიმერები იძენენ დინების უნარს, მაგრამ, ჩვეულებრივი სითხეებისგან განსხვავებით, მათ დინებას ყოველთვის თან ახლავს მაღალი ელასტიური დეფორმაციის განვითარება. მასალა ამ მდგომარეობაში, მცირე ძალების გავლენის ქვეშ, გამოფენილია შეუქცევადი პლასტიკური დეფორმაცია , რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მისი ტექნოლოგიური დამუშავებისთვის.

მაკრომოლეკულების წრფივი სტრუქტურით, ამორფულ მდგომარეობაში მყოფი პოლიმერები ელასტიურ-ბლანტი სხეულებია, ხოლო ძლიერი სივრცითი სტრუქტურის ფორმირებისას ისინი ბლანტიანი სხეულებია.

ნებისმიერი გარეგანი გავლენა, რომელიც გავლენას ახდენს ნაწილაკების მოძრაობაზე ამორფულ სხეულებში (ტემპერატურის, წნევის ცვლილებები) გავლენას ახდენს ფიზიკურ თვისებებზე (მასალის დიელექტრიკული მახასიათებლები, გაზის გამტარიანობა).

პოლიმერების თხევადი კრისტალური მდგომარეობა

თხევადი კრისტალები უჩვეულო ნივთიერებებია. ისინი აერთიანებენ სითხეებისა და მყარი ნივთიერებების თანდაყოლილ თვისებებს, როგორც ეს აისახება სახელში. სითხეებიდან მათ მიიღეს სითხე, ანუ უნარი მიეღოთ ჭურჭლის ფორმა, რომელშიც ისინი ასხამენ. მყარი კრისტალური სხეულებიდან - ანიზოტროპია თვისებები . ეს უკანასკნელი აიხსნება თხევადი კრისტალების აგებულებით – მათში მოლეკულები განლაგებულია არა ქაოტურად, არამედ მოწესრიგებულად. თუმცა, არც ისე მკაცრი, როგორც მყარ კრისტალებში

ყველა ნაერთი არ გადადის თხევად კრისტალურ მდგომარეობაში, მაგრამ მხოლოდ ის, ვისი მოლეკულებია მნიშვნელოვანი ანისომეტრია (ჩხირის ან დისკის ფორმა). მოლეკულების შეფუთვიდან გამომდინარე, ისინი გამოირჩევიან სამი ტიპის სტრუქტურათხევადი კრისტალები - სმექტური , ნემატური და ქოლესტერინი .

სმექტიკა,ალბათ ყველაზე ახლოს ჩვეულებრივ კრისტალებთან. მათში მოლეკულები შეფუთულია ფენებად და მათი მასის ცენტრები ფიქსირდება (სურ. 7). IN ნემატიკაპირიქით, მოლეკულების მასის ცენტრები განლაგებულია ქაოტურად, მაგრამ მათი მოლეკულების ღერძი, როგორც წესი, ღეროს ფორმისაა, ერთმანეთის პარალელურია (სურ. 8). ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ მათ ახასიათებთ ორიენტაციის წესრიგი.

მესამე ტიპის თხევადი კრისტალების ყველაზე რთული სტრუქტურაა ქოლესტერინი.ქოლესტერინების ფორმირებისთვის საჭიროა ეგრეთ წოდებული ქირალური მოლეკულები, ანუ შეუთავსებელია მათ სარკისებურ გამოსახულებასთან.

ბრინჯი. 7. თხევადი ბროლის სქემატური წარმოდგენა სმექტურ ფაზაში

http://dic. აკადემიური. ru/

https://pandia.ru/text/80/219/images/image009_79.jpg" alt="ნახ. 1. სურათზე ნაჩვენებია ქოლესტერინის ფაზაში დირექტორის 180° ბრუნი. შესაბამისი მანძილი არის ნახევარციკლი, p /2." width="178" height="146">!}

ნახ.9. ქოლესტერინის თხევადი კრისტალის სქემატური ილუსტრაცია

დიკ. აკადემიური. ru

სხვა ფუნქციური ჯგუფები შეიძლება შევიდეს ასეთ პოლიმერულ ჯაჭვში, მაგალითად, ფოტოქრომული სინათლის კონტროლირებადი ჯგუფები, ან ელექტროაქტიური ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ ორიენტირებული ჯგუფები.

თავად თხევადი კრისტალები ბლანტი სითხეებია მხოლოდ ვიწრო ტემპერატურის დიაპაზონში. აქედან გამომდინარე, მათ აქვთ განსაკუთრებული თვისებები მხოლოდ ამ ტემპერატურის დიაპაზონში. თხევადკრისტალური პოლიმერები, თხევადი კრისტალებისაგან განსხვავებით, გაციებისას ინარჩუნებენ თხევადკრისტალური ფაზის სტრუქტურასაც და თვისებებსაც. ანუ შესაძლებელია მგრძნობიარე თხევადკრისტალური სტრუქტურის დაფიქსირება მყარში, მაგალითად, მისი უნიკალური ოპტიკური თვისებების დაკარგვის გარეშე.

ქოლესტერინი ადვილად რეაგირებს ტემპერატურაზე. ზოგიერთი ძალიან სწრაფად იცვლის ფერს ძალიან მცირე ტემპერატურის ცვლილებით - შეგიძლიათ გამოიყენოთ ისინი უნიკალური შესაქმნელად თერმული გამოსახულება , ან ტემპერატურის მაჩვენებლები. მაგალითად, ასეთი მასალის ზედაპირის ლაზერით დასხივებით, შეიძლება შეისწავლოს მისი სხივის ინტენსივობის განაწილება. ქოლესტერინის პოლიმერებისგან დამზადებული საფარები შეიძლება გამოყენებულ იქნას საჰაერო ხომალდის შესამოწმებლად ქარის გვირაბში, რადგან ტემპერატურის განაწილება ნათლად მიუთითებს იმაზე, თუ რომელ ადგილებში არის მეტი ტურბულენტობა და რომლებში არის ლამინირებული ჰაერის ნაკადი თვითმფრინავის გარშემო.

პოლიმერული ქოლესტერინის გამოყენების ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო მაგალითია მომზადება სინათლის კონტროლირებადი ფილმები . თუ ფოტოქრომული ჯგუფის მონომერი შეყვანილია პოლიმერულ ჯაჭვში, რომლის ფორმა იცვლება გარკვეული ტალღის სიგრძის შუქზე ზემოქმედებისას, მაშინ შეიძლება შეიცვალოს სპირალის სიმაღლე ქოლესტერინის სტრუქტურაში. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მასალის შუქით დასხივებით, შეგიძლიათ შეცვალოთ მისი ფერი. შედეგად მიღებული მასალის ეს თვისება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფერადი ინფორმაციის ჩასაწერად და შესანახად ჰოლოგრაფია და ჩვენების ტექნოლოგია .

თუმცა, სპირალური სიმაღლე შეიძლება შეიცვალოს არა მხოლოდ სინათლისა და ტემპერატურის ცვლილებების მოქმედებით (როგორც თერმოგამომსახველებში), არამედ ელექტრული და მაგნიტური ველების გავლენით. ამისათვის აუცილებელია ელექტროაქტიური ან მაგნიტურად აქტიური ჯგუფები. ელექტრული ან მაგნიტური ველის ზემოქმედება იწვევს თხევადი ბროლის მოლეკულების ორიენტაციას და დამახინჯებას, შემდეგ კი ქოლესტერინის სპირალის სრულ განტვირთვას.

თხევადი კრისტალური პოლიმერების შესწავლა, რომლებიც გაცილებით ახალგაზრდაა, ვიდრე დაბალმოლეკულური თხევადი კრისტალები, გამოავლენს მათი ფიზიკოქიმიური ქცევის კიდევ ბევრ უცნობ ასპექტს.