4.2.2. Polimerlarning shishasimon va yuqori elastik holatlari
Shishasimon holat amorf polimerlarning qattiq holatining shakllaridan biri bo'lib, u E≈2,2·10 3 -5·10 3 MPa elastik modulining yuqori qiymatlari bilan kichik elastik deformatsiyalar bilan tavsiflanadi. Bu deformatsiyalar atomlar orasidagi masofalar va asosiy zanjirning bogʻlanish burchaklarining biroz oʻzgarishi bilan bogʻliq.
Yuqori elastik holat katta qaytariladigan deformatsiyalar (600-800% gacha) va polimer elastiklik modulining past qiymatlari (0,2-2 MPa) bilan tavsiflanadi. Polimerning yuqori elastik deformatsiyalar chog'ida cho'zilishi issiqlik shaklida energiyaning ajralib chiqishi bilan birga, qisqarish esa siqilish bilan kechadi. Deformatsiyalanuvchi polimerning elastik moduli harorat oshishi bilan ortadi, shishasimon holatdagi elastik modul esa kamayadi. Yuqori elastik deformatsiya vaqt o'tishi bilan davom etadi, chunki u segmentlar harakati natijasida yuzaga keladi va shuning uchun bo'shashish molekulyar-kinetik jarayondir.
Polimerlarning shishasimon va yuqori elastik holatlardagi deformatsiyasida yuzaga keladigan elastik kuchning tabiati sek. 2.2.1. Birinchi holda, bu ichki energiyaning o'zgarishi, ikkinchisida - entropiya bilan bog'liq. Makromolekulyar bobinlarning eng ehtimoliy o'lchamlarini tiklash bilan bog'liq bo'lgan entropiya elastikligining molekulyar mexanizmi Secda batafsil ko'rib chiqiladi. 2.2.
Yuqori elastik holat o'zaro bog'langan kauchuklarda eng aniq namoyon bo'ladi, ya'ni. kauchuk Chiziqli polimerlar uchun qaytarilmas deformatsiya teskari deformatsiya ustiga qo'yiladi, ya'ni. oqim. Yuqori elastik holat polimerlarda har xil harorat oralig'ida kuzatilishi mumkin - -100 dan 200 ° C gacha. Yuqori elastik materiallarning texnik qo'llanilishi ularning zarba yutuvchi xususiyatlari va elastiklikning past moduli bilan bog'liq.
Yuqori chastotali tashqi davriy kuch ta'sirida yuqori elastik holatda bo'lgan polimerlar segment harakatchanligining "muzlashi" bilan bog'liq bo'lmagan elastik-qattiq deformatsiya holatiga o'tishi mumkin (4.1-jadval). Strukturaviy shisha o'tish haroratidan yuqori haroratlarda kuch maydonlarida shisha o'tishning bunday turi mexanik shisha o'tish deb ataladi. Ushbu hodisaning tabiati ilgari Sektda muhokama qilingan. 2.3.4.
Polimerlarning shishaga o'tishi gevşeme jarayonidir. Bu dam olish bilan bog'liq, ya'ni. asosiy zanjirning 5-20 atomini o'z ichiga olgan makromolekulalarning harakatlanuvchi segmentlari (uning moslashuvchanligiga qarab). Bu jarayon aniq kooperativ xarakterga ega.
Shisha o'tish davrida issiqlik sig'imi, hajmning kengayish temperatura koeffitsienti va termal siqilish koeffitsientida keskin o'zgarishlar ro'y beradi, shu bilan birga faqat o'ziga xos hajm, entalpiya va entropiyaga bog'liqlik egri chiziqlarida tanaffus kuzatiladi. T T s da Gibbs funktsiyasining ikkinchi hosilalari
keskin o'zgaradi, bu ikkinchi darajali fazaga o'tish belgisidir. Shunga qaramay, shisha o'tish fazali o'tish emas,
4.1-jadval Shisha o'tish harorati, sterik omil (moslashuvchanlik) s va har xil sinfdagi polimerlarning Kuhn segmenti
|
Kuhn segmenti, nm | |||
|
Moslashuvchan zanjirli polimerlar: | |||
|
Polikloropren | |||
|
Polidpmetilloksan | |||
|
Polyesterlar | |||
|
Cis-poliisonren (tabiiy kauchuk) | |||
|
Polibutadien | |||
|
Alifatik poliamidlar | |||
|
Polimetil metakrilat | |||
|
Zamin va metil akril | |||
|
Polibutil akrilat | |||
|
Polivinilatsetat | |||
|
Polistirol | |||
|
Polietilen | |||
|
Polipropilen | |||
|
Poliakrilonitril | |||
|
PVX | |||
|
Qattiq zanjirli polimerlar: | |||
|
Tereftalik kislota va fenolftaleinning poliarilati | |||
|
Tereftalik kislota va anilineftaleinning poliamidlari | |||
|
3,3",4,4"-tetrakarboksifenilfeniloksid va anilin floren diangidridning polimidi |
chunki bu tizimning muvozanatsiz metastabil holatiga olib keladi. Bu bir qator kinetik belgilar bilan tasdiqlanadi:
sovutish tezligining pasayishi va aksincha, shisha o'tish haroratining monoton va cheksiz pasayishi;
shisha o'tish va ikkinchi darajali fazaga o'tish paytida issiqlik sig'imi o'zgarishining teskari yo'nalishi bo'yicha (shisha o'tish vaqtida issiqlik sig'imi kamayadi).
Odatda, sovutish tezligi 10 marta o'zgarganda, shisha o'tish harorati taxminan 3 ° C ga o'zgaradi va faqat ba'zi hollarda 10-15 ° S ga o'zgarishi mumkin. Bartenev harorat o'zgarishining turli tezligida shisha o'tish haroratini hisoblash uchun formulani taklif qildi:
bu erda c, - moddiy doimiy; w - °C / s dagi isitish tezligi.
Shisha o'tish nazariyalari. Har qanday kinetik birlikning harakatchanligi gevşeme vaqti t bilan belgilanadi, bu formula (2.93) ga muvofiq, faollashuv energiyasiga eksponent ravishda bog'liq. Haroratning pasayishi bilan segmentlar siljishining faollashuv energiyasi tez ortib borishi ko'rsatilgan, bu polimerning bo'sh hajmining pasayishi va kooperativ relaksatsiya tizimining ortishi bilan bog'liq. Shisha o'tish vaqtida erkin hajm minimal qiymatga etadi va segmentlarning harakati to'xtaydi. Polimerning erkin hajmi V s quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
bu erda V - umumiy hajm, ya'ni. polimer tanasining haqiqiy hajmi; V 3 , - egallagan hajm, makromolekulalar hajmiga teng. Erkin hajm polimer ustida mikroporlar shaklida taqsimlanadi, ularning kelib chiqishi strukturaning heterojenligi bilan bog'liq.
Isitish vaqtida tana hajmining o'zgarishi koeffitsient bilan tavsiflanadi
kengaytmalar. T > T c da polimer hajmining o zgarishi asosan erkin hajmning o zgarishi bilan aniqlanadi, bu hudud uchun kengayish koeffitsienti 1 bilan belgilanadi. T.da< 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:
Gibbs va DiMartsio nazariyasida polimerning shishaga o'tish jarayoni makromolekulaning mumkin bo'lgan konformatsiyalari soni bilan belgilanadigan tizimning termodinamik holati nuqtai nazaridan ko'rib chiqiladi. Zanjir bo'g'inlarini yo'naltirishning mumkin bo'lgan usullari yuqori e 1 va past e 2 konformer energiyalariga mos keladigan ikkita ekstremal holatga qisqartirilishi mumkin deb taxmin qilinadi. Zanjirning aylanma izomerik modeliga kelsak, birinchisini ±gauche izomerlariga, ikkinchisini trans izomerlariga kiritish mumkin. T > Ts da polimer katta konformatsion to‘plam va muhim molyar konformatsion entropiya S K bilan tavsiflanadi. Haroratning pasayishi bilan segmentlarning termal harakatining intensivligi pasayadi, ya'ni. zanjirning moslashuvchanligi, shuning uchun ichki energiyaning katta (e 1) qiymatlariga mos keladigan konformatsiyalar muzlatiladi va S K kamayadi. T = T 2 ma'lum bir haroratda trans-konformatsiyalarning "+" yoki "-" gauchega o'tishi imkonsiz bo'lib qoladi va segmentlarning termal harakati to'xtaydi. Bu shuni anglatadiki, konformatsion entropiyani hisoblash uchun Boltsman formulasini qo'llasak va termodinamik ehtimol konformatsiyalar soniga teng deb faraz qilsak, ∆S K = 0 bo'ladi.
T 2 haddan tashqari sovutilgan suyuqlikning ortiqcha entropiyasi (bu holda amorf polimer) kristallga nisbatan nolga teng bo'lgan harorat bo'lganligi sababli, Gibbs-DiMarzio nazariyasidagi shisha o'tish ikkinchi tartibli fazali o'tish deb hisoblanadi. Darhaqiqat, shisha o'tish davrida bunday o'tishning ba'zi bir rasmiy belgilari kuzatiladi - issiqlik sig'imining sakrashi, hajmning kengayish koeffitsientining keskin o'zgarishi va boshqalar.Bundan tashqari, shisha o'tish davrida gauche va shishaning qayta taqsimlanishi ko'rsatilgan. Gibbs-Di Marsio nazariyasiga ko'ra taklif qilinganidek trans izomerlari sodir bo'ladi. Amalda ma'lum bo'ldiki, har doim T c > T 2 . Shuning uchun nazariya mualliflari polimerlardagi relaksatsiya hodisalari minimallashtirilganda, T 2 = T c faqat cheksiz past polimer sovutish tezligida, deb taxmin qilishdi. Ammo bu shartda ham shisha o'tishni ikkinchi darajali fazali o'tish bilan aniqlash noto'g'ri, chunki shisha o'tish metastabil holatni o'rnatadi, uning entropiyasi har qanday haroratda kristall holatning entropiyasidan kattaroqdir. Shunday qilib, bir-biri bilan bog'liq bo'lgan T 2 va T c da ikkita mustaqil o'tish mavjudligini hisobga olish kerak. Shisha o'tishning termodinamik nazariyasi Adam va Gibbs asarlarida yanada rivojlantirildi.
Shisha o'tishning kinetik nazariyasi. Kuchli molekulalararo oʻzaro taʼsirga ega qutbli polimerlar uchun birinchi shisha oʻtish nazariyalaridan biri boʻlgan Jurkov nazariyasi yaxshi natijalar beradi. Ushbu nazariyaga ko'ra, polimerning shisha o'tishi, ya'ni. segmentlarning issiqlik harakatining tugashi zaif molekulalararo biriktiruvchi bog'lanishlar - dipol, donor-akseptor (shu jumladan vodorod) fazoviy tarmog'ining shakllanishi bilan bog'liq.
Molekulalararo o'zaro ta'sir energiyasi haroratga juda bog'liq emas, zvenolarning issiqlik harakati energiyasi esa kT ga proporsionaldir. Haroratning pasayishi bilan issiqlik harakatining energiyasi kamayadi va molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarini engish uchun etarli bo'lmaganda, molekulalararo aloqalar tarmog'i hosil bo'ladi, ya'ni. vitrifikasiya. Shu bilan birga, shishasimon holatga o'tish uchun Kuhn segmentlarining harakatchanligini "muzlatish" kifoya qiladi, shu bilan birga boshqa strukturaviy elementlarning - bo'g'inlar, lateral o'rinbosarlarning harakati saqlanib qoladi.
Bir qator qutbli polimerlar - poliamidlar, polivinil spirti, jelatin uchun shishasimon holatga o'tish jarayonida molekulalararo bog'lanishlar hosil bo'lishi IQ spektroskopiya bilan isbotlangan. Jurkov nazariyasiga ko'ra, polimerning polaritesining ortishi va natijada zanjirning qattiqligi bilan shisha o'tish haroratining qiymati oshadi (4.7-rasm).
Past molekulyar birikmalarning kichik qo'shimchalarini kiritish orqali polimerlarning qutbli guruhlarini blokirovka qilish makromolekulyar o'zaro ta'sirning va shunga mos ravishda shisha o'tish haroratining pasayishiga olib keladi. Eksperimental ma'lumotlar bu pozitsiyani tasdiqlaydi.
Yuqorida aytilganlarga asoslanib, shisha o'tish harorati birinchi navbatda zanjirning moslashuvchanligini va konformatsion o'tish imkoniyatini belgilovchi omillarga bog'liq bo'lishi aniq. Zanjirning moslashuvchanligi asosiy zanjirdagi bog'lanishlarning tabiati, shuningdek, ushbu zanjirdagi o'rinbosarlarning hajmi va qutbliligi bilan belgilanadi. Ma'lumki, masalan, efir bog'larining zanjirga kiritilishi uning moslashuvchanligini oshiradi, amid guruhlari esa uni kamaytiradi. Shunga ko'ra, birinchi holda, shisha o'tish harorati pasayadi, ikkinchisida u ko'tariladi (4.1-jadvalga qarang). O'rinbosarning ta'siri ko'pincha quyidagicha namoyon bo'ladi:
ommaviy deformatsiyalanmaydigan o'rinbosarlar deb ataladigan shisha o'tish haroratini oshiradi, masalan, polistirol va polivinilnaftalin uchun mos ravishda 100 ° C va 211 ° C;
moslashuvchan yon guruhlar shisha o'tish haroratini pasaytiradi, masalan, polimetil akrilat va polibutil akrilat mos ravishda 2 ° C va -40 ° C shisha o'tish haroratiga ega;
o'rinbosarning qutbliligining oshishi zanjirning aylanish erkinligining cheklanishi tufayli egiluvchanligining pasayishiga va natijada shisha o'tish haroratining oshishiga olib keladi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, past molekulyar og'irliklar oralig'ida, ikkinchisi polimerning shisha o'tish haroratiga ta'sir qiladi. Bu qisqa zanjirlarni o'z ichiga olgan polimerning bo'sh hajmining ortishi bilan izohlanadi, chunki ularning uchlari makromolekulalarning yaqin o'rashiga to'sqinlik qiladi. Past molekulyar og'irlikdagi polimerning ortiqcha erkin hajmi makromolekulyarlarning konformatsion o'tishlari yuqori molekulyar og'irlikdagi polimerga nisbatan past haroratlarda amalga oshirilishiga olib keladi.
O'zaro bog'langan polimerlarda esa teskari hodisa sodir bo'ladi - o'zaro bog'lanish makromolekulalarni "birlashtiradi", bu esa bo'sh hajmning pasayishiga va "o'zaro bog'langan" polimerning shisha o'tish haroratining oshishiga olib keladi. chiziqli.
| " |
OLENTA kompaniyasi polimer materiallarning katta assortimentini sotadi. Bizda doimo yuqori sifatli termoplastiklar, shu jumladan suyuq kristall polimerlar mavjud. OLENTA kompaniyasida ishlaydigan xodimlar oliy maxsus ma'lumotga ega va polimer ishlab chiqarishning o'ziga xos xususiyatlarini yaxshi bilishadi. Biz bilan siz har doim material tanlash va texnologik jarayonni tashkil qilish bo'yicha maslahat va har qanday yordam olishingiz mumkin.
Suyuq kristall polimerlar juda yuqori qattiqlik va mustahkamlikka ega. Translatsiya paytida chirog' bermang. Aniq quyish uchun tavsiya etiladi. Ular mukammal o'lchamli barqarorlikka ega. Juda qisqa sovutish vaqti bilan tavsiflanadi. Birlashmalarning juda past chidamliligi bilan farqlanadi. Bu yerda siz suyuq kristall polimer kompaniyasi Toray topasiz. Materiallar Yaponiyadagi zavodda ishlab chiqariladi.
Toray suyuq kristalli polimeri
| To'ldirish | brend | Tavsif | Ilova |
| Shisha to'ldirish | Yuqori quvvatli polimer, 35% shisha to'ldirilgan | Mikroelektronika |
|
| qisqa shisha | Yuqori oqimli polimer, 35% shisha bilan to'ldirilgan | Mikroelektronika |
|
| Qisqa shisha va minerallar | Super yuqori oqimli polimer, 30% shisha bilan to'ldirilgan | Mikroelektronika |
|
| Antistatik polimer, 50% plomba | Mikroelektronika |
||
| Shisha va minerallar | Kam egrilik, 50% to'la | Mikroelektronika |
|
| Minerallar | Kam egrilik, 30% to'la | Mikroelektronika |
Suyuq kristall polimerlarning xususiyatlari
An'anaviy polimer birikmalaridan farqli o'laroq, bu materiallar bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega. Suyuq kristall polimerlar tashqi sharoitlar ta'sirida o'z holatini o'zgartira oladigan yuqori molekulyar birikmalardir. Moslashuvchan molekulyar bog'lanish tufayli makromolekulalar zanjiri keng diapazonda o'z shaklini o'zgartirishga va barqaror va kuchli kristalli tuzilishga ega bo'ladi.
Ushbu polimerlar erish nuqtasiga qadar barqaror mustahkamlik xususiyatlarini saqlaydi. Ular juda yuqori kimyoviy qarshilik va dielektrik xususiyatlarga ega.
Suyuq kristall polimerlar elektron komponentlar, mikroto'lqinli pechga chidamli idishlar va tibbiy asboblar ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
OLENTA haqida
Bizning kompaniyamiz bir qator afzalliklarga ega:
- maqbul narxlar;
- katta tajribaga ega bo'lgan mutaxassislar;
- muddatlar va kelishuvlarga aniq rioya qilish;
- muhandislik plastmassalarining keng assortimenti;
- eng yirik polimer ishlab chiqaruvchilar bilan hamkorlik.
OLENTA suyuq kristalli polimerlarni faqat ishonchli ishlab chiqaruvchilardan yetkazib beradi. Bu nafaqat benuqson sifat kafolati bo'lib xizmat qiladi, balki etkazib berishdagi uzilishlar yoki majburiyatlarning noto'g'ri bajarilishi bilan bog'liq har qanday xavflarni minimallashtiradi.
Biz Moskva davlat universiteti kimyo fakulteti makromolekulyar birikmalar kafedrasi katta ilmiy xodimi, dotsent, kimyo fanlari doktori, 2009 yil uchun yosh olimlar uchun Prezident mukofoti laureati Aleksey Bobrovskiyning dekabrda o‘qilgan ma’ruzasi stenogrammasini e’lon qilamiz. 2010 yil 2 yil Politexnika muzeyida Polit. RU".
Shuningdek qarang:
Ma'ruza matni. 1-qism
Hayrli kech! Men reglamentni biroz o'zgartirmoqchiman: ma'ruza ikki qismdan iborat: birinchi navbatda, suyuq kristallar, keyin suyuq kristall polimerlar, shuning uchun birinchi qismdan keyin bir nechta savollarni berishni taklif qilmoqchiman. Bu osonroq bo'ladi.
Aytmoqchimanki, ushbu ma'ruzaga tayyorgarlik ko'rishda o'z oldimga qo'ygan asosiy vazifam sizga suyuq kristallar, ulardan foydalanish haqida ko'p ma'lumot berish emas, balki qandaydir tarzda suyuq kristallarni qiziqtirish, ba'zi bir boshlang'ich ma'lumotlarni berishdir. tushunchalar: ular nima va ular naqadar go'zal va qiziqarli ekanligini utilitar nuqtai nazardan (qaerda foydalanish mumkin) emas, balki fan va san'at nuqtai nazaridan (ular o'z-o'zidan qanchalik go'zal) ko'rsatadi. Mening hisobotim rejasi.
Avvalo, suyuq kristall holati qachon va qanday kashf etilganligi, suyuq kristallarning boshqa ob'ektlarga nisbatan o'ziga xosligi nimada ekanligini aytib beraman va ma'ruzamning ikkinchi qismida suyuq kristalli polimerlar va nima uchun ular haqida gapiraman. qiziqarli va diqqatga sazovor.
Hamma yaxshi biladiki, aksariyat moddalarda molekulalar kristall holat hosil qiladi, molekulalar uch o‘lchamda tartiblangan uch o‘lchamli kristall panjara hosil qiladi va ma’lum haroratgacha qizdirilganda uch o‘lchovli tartiblangan holatdan fazaga o‘tish kuzatiladi. tartibsiz suyuqlik holati, va keyinchalik qizdirilganda - gazsimon holatga o'tadi. Ma'lum bo'lishicha, suyuqlikning yig'ilish holatiga ega bo'lgan ba'zi oraliq fazalar mavjud, ammo shunga qaramay, qandaydir tartib bor: uch o'lchovli emas, balki ikki o'lchovli yoki boshqa buzuq tartib. Endi men nima xavf ostida ekanligini tushuntiraman.
Materiyaning g'ayrioddiy holati haqidagi birinchi hisobot - materiyaning suyuq kristalli holati haqida, ammo bu atama mavjud emas edi - 1888 yilda bo'lib o'tdi. Ba'zi boshqa manbalarga ko'ra, moddaning bunday g'ayrioddiy holati 1850 yilda ham qayd etilgan, ammo 1888 yilda avstriyalik olim Fridrix Reynitser xolesterin hosilasi bo'lgan xolesteril benzoat moddasini o'rganib chiqdi va qizdirilganda 145 ° gacha, kristalli faza (oq kukun) g'alati loyqa suyuqlikka o'tadi va keyingi 179 ° ga qizdirilganda oddiy shaffof suyuqlikka o'tish kuzatiladi. U bu moddani tozalashga harakat qildi, chunki u sof xolesteril benzoatga ega ekanligiga ishonchi komil emas edi, ammo shunga qaramay, bu ikki fazali o'tish takrorlandi. U ushbu moddaning namunasini do'sti fizik Otto fon Lemanga yubordi. Leman oddiy kristallarni, shu jumladan teginish uchun yumshoq bo'lgan plastik kristallarni o'rganish bilan shug'ullangan, ular oddiy qattiq kristallardan farq qiladi. Tadqiqotning asosiy usuli polarizatsiya qiluvchi optik mikroskop edi - bu mikroskop bo'lib, unda yorug'lik polarizatordan o'tadi, moddadan o'tadi, so'ngra analizator orqali - nozik bir modda qatlami orqali. Polarizator va ma'lum bir moddaning kristallari analizatori orasiga qo'yilganda, to'qimalarni - turli kristall moddalar uchun xarakterli rasmlarni ko'rish va shu bilan kristallarning optik xususiyatlarini o'rganish mumkin. Shunday bo'ldiki, Otto fon Lemanga oraliq holat, aldanishning sababi nima ekanligini tushunishga yordam berdi. Otto fon Leman kristall moddalar, kristallarning barcha xossalari faqat molekulalarning shakliga bog'liq ekaniga, ya'ni ularning bu kristalda qanday joylashganligi muhim emas, molekulalarning shakli muhim ekanligiga jiddiy ishonch hosil qilgan. Suyuq kristallar bo'lsa, u to'g'ri bo'lib chiqdi - molekulalarning shakli suyuq kristall fazani (asosan molekulalarning shakli) hosil qilish qobiliyatini aniqlaydi. Bu erda men suyuq kristallarni o'rganishning asosiy tarixiy bosqichlari haqida gapirmoqchiman, menimcha, eng muhimi.
1888 yilda Reynitser shunday kristallar borki, ularning yumshoqligi ularni suyuq deb atash mumkin, deb yozgan edi, keyin Leman suyuq kristallar haqida maqola yozdi, aslida u atamani yaratdi. suyuq kristallar. Muhim tarixiy epizod: 20-30-yillarda sovet fizigi Frederiks suyuq kristallarning optik xususiyatlariga turli magnit va elektr maydonlarining ta'sirini o'rganib chiqdi va u suyuq kristallardagi molekulalarning yo'nalishi juda oson o'zgarishini aniqladi. tashqi maydonlarning ta'siri va bu maydonlar juda zaif va o'zgarishlar juda tez. 60-yillarning oxiridan boshlab suyuq kristall tizimlarni, suyuq kristall fazalarni o'rganishda jadallik boshlandi va bu ular ulardan qanday foydalanishni o'rganishlari bilan bog'liq. Dastlab, an'anaviy elektron raqamli soatlardagi ma'lumotlarni ko'rsatish tizimlari uchun, keyin kalkulyatorlarda va kompyuter texnologiyalarining paydo bo'lishi bilan displeylarni tayyorlash uchun suyuq kristallardan faol foydalanish mumkinligi aniq bo'ldi. Tabiiyki, bunday texnologik sakrash suyuq kristallarni fundamental fan nuqtai nazaridan o'rganishni rag'batlantirdi, ammo suyuq kristallar bilan bog'liq ilmiy kashfiyotlar o'rtasida qancha vaqt oralig'i borligini ta'kidlamoqchiman. Darhaqiqat, odamlar qiziqish tufayli ularga qiziqib qolishgan, utilitar qiziqish yo'q edi, ulardan foydalanishni hech kim bilmas edi, bundan tashqari, o'sha yillarda (20-30-yillarda) nisbiylik nazariyasi ancha qiziqroq edi. Aytgancha, Fridrix Sovet Ittifoqida nisbiylik nazariyasini ommalashtirgan, keyin u qatag'on qilingan va lagerlarda vafot etgan. Darhaqiqat, suyuq kristallar kashf etilganidan beri, ulardan qanday foydalanishni o'rganmaguncha, 80 yil o'tdi. Men ilm-fanni moliyalashtirishning o‘ziga xos xususiyatlari haqida gapirganda, bu misolni tez-tez keltiraman.
Men suyuq kristall fazaning asosiy turlariga to'xtalib o'tmoqchiman. Mezofaza, ya'ni suyuq kristall faza qanday tartibga solingan.
Odatda, suyuq kristall faza novdasimon yoki disksimon shaklga ega bo'lgan molekulalar tomonidan hosil bo'ladi, ya'ni ular shaklning anizometriyasiga ega, birinchi navbatda, rodlar yoki disklar. O'rnatish oson bo'lgan yaxshi tajribani tasavvur qilish mumkin: agar siz tasodifan qutiga tayoqlarni quyib, uni silkitib qo'ysangiz, unda bu silkitish natijasida siz tayoqlarning o'zlari parallel ravishda joylashishini sezasiz va eng oddiy nematik bosqichi tartibga solinadi. Qaysidir yo'nalish bo'yicha orientatsiya tartibi mavjud va molekulalarning massa markazi tartibsizdir. Massa markazi tekisliklarda bo'lganda, masalan, smektik tipdagi ancha murakkab fazalar, ya'ni shunday qatlamli fazalar mavjud. Xolesterik faza juda qiziq: uning mahalliy tartibi nematik fazaniki bilan bir xil, u orientatsiya tartibiga ega, lekin yuzlab nanometr masofada ma'lum bir burilish yo'nalishi bo'lgan spiral struktura hosil bo'ladi va buning paydo bo'lishi. faza molekulalarning xiral bo'lganligi bilan bog'liq, ya'ni bunday spiral burilish hosil qilish uchun molekulyar xirallik (nima ekanligini keyinroq tushuntiraman) o'tkazish kerak. Bu faza nematik faza bilan bir xil qiziqarli xususiyatlarga ega va u ham ba'zi ilovalarni topishi mumkin. Men gapirgan bosqichlar eng oddiy. Moviy fazalar mavjud.
Polimerlar haqida gapirganda, men ularga biroz to'xtalib o'taman, bu mening ishim bilan bog'liq. Bu erda bu chiziqlar molekulalarning orientatsiya yo'nalishini ko'rsatadi va bunday fazalarning asosiy struktura elementi shunday silindrlar bo'lib, ularda molekulalarning uzun o'qlarining yo'nalishi aqlli ravishda o'zgaradi, ya'ni bu silindrning markazida yo'nalish. tsilindrning o'qi bo'ylab joylashgan bo'lib, u periferiyaga uzoqlashganda, burilish kuzatiladi. Ushbu fazalar struktura nuqtai nazaridan juda qiziq, ular qutblanuvchi mikroskopda juda chiroyli va shuni ta'kidlash kerakki, past molekulyar og'irlikdagi suyuq kristallarda bu fazalar eng yaxshi holatda, bir darajaning o'ndan bir qismida mavjud. 2-3 ° harorat oralig'i va polimerlar bo'lsa, bu qiziqarli tuzilmalarni tuzatishga muvaffaq bo'ldi va men bu haqda keyinroq gaplashaman. Bir oz kimyo. Suyuq kristall molekulalarining tuzilishi qanday ko'rinishga ega?
Odatda 2-3 ta benzol halqasidan iborat aromatik fragment mavjud, ba'zan u to'g'ridan-to'g'ri bog'langan ikkita aromatik halqa bo'lishi mumkin, bog'lovchi bo'lak bo'lishi mumkin. Bu parcha cho'zilgan, ya'ni uning uzunligi kengligidan kattaroq bo'lishi va u etarlicha qattiq bo'lishi va uzun o'q atrofida aylanish mumkinligi muhim ahamiyatga ega, ammo bu aylanish jarayonida shakl cho'zilgan bo'lib qoladi. Bu suyuq kristall fazaning shakllanishi uchun juda muhimdir. Molekulada egiluvchan quyruqlarning mavjudligi muhim - bu turli xil alkil quyruqlari, turli xil qutb o'rnini bosuvchi moddalarning mavjudligi muhimdir. Bu ilovalar uchun muhim bo'lib, u dipol momentlarini va tashqi maydonlarda qayta yo'naltirish qobiliyatini yaratadi, ya'ni bu molekula ikkita asosiy qismdan iborat: qandaydir o'rinbosar (qutbli yoki qutbsiz) va egiluvchan bo'lgan mezogen fragment. egilishi mumkin bo'lgan quyruq. Nima uchun kerak? U ichki plastifikator vazifasini bajaradi, chunki agar siz qattiq molekulalarni olsangiz, ular kristallanadi - ular hech qanday mezofazalarsiz, suyuq kristall fazalarsiz uch o'lchamli kristall hosil qiladi va egiluvchan quyruq ko'pincha kristall va molekula o'rtasida oraliq faza hosil bo'lishiga yordam beradi. oddiy izotrop suyuqlik. Molekulalarning yana bir turi disk shaklidagi molekulalardir. Mana shunday disklarning umumiy tuzilishi, ular ham mezafazalarni hosil qilishi mumkin, ammo ular cho'zilgan molekulalarga asoslangan fazalarga qaraganda butunlay boshqacha tuzilishga ega. Men sizning e'tiboringizni polarizatsiya qiluvchi mikroskopda suyuq kristallar qanchalik go'zal ekanligiga qaratmoqchiman.
Polarizatsiya mikroskopiyasi suyuq kristallarni o'rganishning birinchi usuli hisoblanadi, ya'ni tadqiqotchi kesib o'tgan polarizatorlarning qutblanish mikroskopida kuzatayotgan rasmdan qanday mezofaza, qanday turdagi suyuq kristall faza hosil bo'lganligini aniqlash mumkin. Bu molekulalari faqat orientatsion tartibni tashkil etuvchi nematik faza uchun odatiy rasm. Smektik faza shunday ko'rinadi. Bularning barchasini ko'lamini tasavvur qilishingiz uchun, ya'ni molekulyar shkaladan ancha katta: rasmning kengligi yuzlab mikron, ya'ni ko'rinadigan yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta makroskopik rasm. . Va bunday rasmlarni tahlil qilib, qanday tuzilish borligini aniqlash mumkin. Tabiiyki, ushbu mezofazalarning tuzilishi va ba'zi strukturaviy xususiyatlarini aniqlashning aniqroq usullari mavjud - rentgen nurlanishini tahlil qilish, spektroskopiyaning turli turlari - bu bizga molekulalar qanday va nima uchun u yoki bu tarzda qadoqlanganligini tushunishga imkon beradi.
Rasmning yana bir turi - bu qisqa DNK bo'laklarining konsentrlangan eritmasi (suvli eritma) - Kolorado universitetida ular bunday rasmga ega bo'lishdi. Umuman olganda, biologik ob'ektlarda suyuq kristalli fazalarning shakllanishining ahamiyati va xususiyatlari alohida katta muhokama mavzusidir va men bu borada mutaxassis emasman, lekin shuni aytishim mumkinki, biologik tabiatdagi ko'plab polimerlar suyuqlik berishi mumkin. kristalli faza, lekin bu odatda liotropik suyuq kristall faza, ya'ni suv kabi erituvchining mavjudligi bu suyuq kristall fazaning shakllanishi uchun muhim ahamiyatga ega. Bu men olgan suratlar.
Xolesterik mezofaza shunday ko'rinadi - odatiy rasmlardan biri. Men fazaviy o'tishlarning qanday go'zal ko'rinishini ko'rsatmoqchiman: harorat o'zgarganda, biz faza o'tishini kuzatishimiz mumkin.
Harorat o'zgarganda, sinishi o'zgarishi kuzatiladi, shuning uchun ranglar o'zgaradi, biz o'tishga yaqinlashamiz - va izotrop eritmaga o'tish kuzatiladi, ya'ni hamma narsa qorayadi, kesishgan polarizatorlarda qorong'u rasm ko'rinadi.
Boshqa holatda, bu biroz murakkabroq: dastlab qorong'u rasm ko'rinadi, lekin bu tabiat bizni aldaydi, shunchaki molekulalar izotrop eritmaga o'xshab yo'naltirilgan, ammo suyuq kristall faza mavjud edi. . Bu erda boshqa suyuq kristall fazaga o'tish - sovutilganda, yo'nalishdagi tartibli o'zgarishlar. Qizil rang ma'lum bir spiral qadamiga ega bo'lgan spiral struktura bilan bog'liq va spiral qadam o'zgaradi, spiral buriladi, shuning uchun ranglarning o'zgarishi kuzatiladi. Har xil dislinatsiyalar ko'rinadi, ya'ni spiral o'ralgan va endi bir nuqtada bu namunaning kristallanishi kuzatiladi, bularning barchasi ko'k rangga aylanadi. Men buni shuni ko'rsatamanki, masalan, suyuq kristallar bilan shug'ullanishning shaxsiy sabablaridan biri ularning go'zalligi, men ularga mikroskop orqali zavq bilan qarayman, har kuni buni qilish baxtiga egaman va estetik qiziqish qo'llab-quvvatlanadi. ilmiy qiziqish bilan. Endi kristallanish bo'ladi, hamma narsa real vaqtda sodir bo'ladi. Menda qo'ng'iroq va hushtak yo'q, bu mikroskopga o'rnatilgan oddiy sovun idishi, shuning uchun sifati mos keladi. Bu erda ushbu birikmaning sferulitlari o'sadi. Ushbu birikma biz uchun Chexiyadagi kimyogarlar tomonidan sintez qilingan. (Biz LC birikmalarini o'zimiz ham sintez qilamiz.) Ularning nima uchun keng qo'llanilishi haqida ozgina gapirish kerak.
Har birimiz o'zimiz bilan oz miqdorda suyuq kristallarni olib yuramiz, chunki barcha mobil telefon monitorlari suyuq kristallardir, kompyuter monitorlari, displeylar, televizor monitorlari va plazma monitorlari va umuman LED monitorlari bilan jiddiy raqobat - men bilganimdek. (Men bu borada mutaxassis emasman), yo'q. Suyuq kristallar barqaror, rasmni almashtirish uchun juda ko'p kuchlanish talab qilinmaydi - bu juda muhim. Suyuq kristallarda muhim birikma kuzatiladi, ya'ni xossalarning anizotropiyasi deb ataladigan, ya'ni muhitda turli yo'nalishdagi xossalarning teng bo'lmaganligi, ularning past yopishqoqligi, boshqacha aytganda, suyuqligi, qandaydir optik moslamani yaratish mumkin. bu o'tish, xarakterli kommutatsiya vaqti millisekundlar yoki hatto mikrosekundlar bilan reaksiyaga kirishadi - bu ko'z bu o'zgarish tezligini sezmaydi, shuning uchun LCD va televizor displeylari mavjudligi va tashqi maydonlarga juda yuqori sezuvchanlik mumkin. Bu effektlar Frederiksdan oldin ham kashf etilgan, ammo u tomonidan o'rganilgan va men hozir gaplashadigan orientatsion o'tish Frederiks o'tish deb ataladi. Elektron soatning oddiy siferblatasi qanday ishlaydi va nima uchun suyuq kristallar juda keng qo'llaniladi?
Qurilma shunday ko'rinadi: suyuq kristall qatlami mavjud; tayoqchalar suyuq kristall molekulasida yo'nalish yo'nalishini ifodalaydi, albatta, ular masshtabga ega emas, ular dizaynning qolgan qismidan ancha kichikroq, ikkita polarizator mavjud, ular kesib o'tgan, agar suyuq kristall qatlam bo'lmasa, nur ular orqali o'tmaydi. Elektr maydonini qo'llash uchun nozik bir Supero'tkazuvchilar qatlam qo'llaniladigan shisha tagliklar mavjud; suyuq kristall molekulalarini ma'lum bir yo'nalishda yo'naltiruvchi shunday murakkab qatlam ham mavjud va yo'nalish yuqori substratda molekulalar bir yo'nalishda, boshqa substratda esa - perpendikulyar bo'lgan tarzda o'rnatiladi. , ya'ni suyuq kristall molekulalarining burilish yo'nalishi tashkil etilgan, shuning uchun yorug'lik , qutblantiruvchiga tushganda, u qutblanadi - suyuq kristall muhitga kiradi va uning qutblanish tekisligi suyuq kristallning yo'nalishi bo'yicha aylanadi. molekula - bu suyuq kristall molekulalarning xususiyatlari. Va shunga ko'ra, u tekislik polarizatsiyasida 90 ° ga aylanishi sababli, bunday geometriyadagi yorug'lik jim o'tadi va agar elektr maydoni qo'llanilsa, molekulalar elektr maydoni bo'ylab chiziqlanadi va shuning uchun qutblangan yorug'lik o'zgarmaydi. uning polarizatsiyasi va boshqa polarizatordan o'tib keta olmaydi. Natijada qorong'u tasvir paydo bo'ladi. Haqiqatda qo'l soatidagi oyna ishlatiladi va qandaydir tasvirni tasavvur qilish imkonini beruvchi segmentlar yaratilishi mumkin. Bu eng oddiy sxema, albatta, suyuq kristall monitorlar ancha murakkab tuzilmalar, ko'p qatlamli, qatlamlari odatda juda nozik - o'nlab nanometrlardan mikrongacha - lekin printsip asosan bir xil va bu o'tish, yo'naltirilganda. molekulalar elektr yoki magnit maydon bo'ylab o'zgaradi (monitorlar elektr maydonidan foydalanadi, chunki u oddiyroq), Freederiksz o'tish (effekt) deb ataladi va barcha bunday qurilmalarda faol qo'llaniladi. Birinchi prototip - terishdagi nematik displey.
Va bu suyuq kristal molekulasini qayta yo'naltirish uchun qanchalik kichik elektr maydoni kerakligini ko'rsatadigan rasm. Aslida, bu elektrolit sifatida ikkita kartoshkadan tashkil topgan galvanik hujayra, ya'ni bunday qayta yo'naltirish uchun 1V mintaqasida juda kichik kuchlanish kerak, shuning uchun bu moddalar juda keng tarqalgan. Yana bir dastur, va biz batafsilroq gaplashadigan xolesterik suyuq kristallar haqida gapiramiz, ular haroratga qarab rangni o'zgartirishga qodir ekanligi bilan bog'liq.
Bu spiralning turli qadamiga bog'liq bo'lib, masalan, harorat taqsimotini tasavvur qilish mumkin. Men past molekulyar og'irlikdagi suyuq kristallar bilan yakunladim va polimer suyuq kristallariga o'tishdan oldin ular bo'yicha savollaringizni tinglashga tayyorman.
Ma'ruza muhokamasi. 1-qism
Tatyana Suxanova, Bioorganik kimyo instituti: Havaskorning savoliga javob bering: suyuq kristallarning rangi qaysi diapazonda o'zgaradi va bu ularning tuzilishiga qanday bog'liq?
Aleksey Bobrovskiy: Biz xolesterik suyuq kristallar haqida gapiramiz. Bu erda rang xolesterik spiralning qadamiga qarab o'zgaradi. UV mintaqasida, mos ravishda ko'rinmas mintaqada yorug'likni tanlab aks ettiradigan xolesteriklar mavjud va infraqizil mintaqadagi ushbu davriylik tufayli yorug'likni tanlab aks ettiradigan xolesteriklar mavjud, ya'ni biz mikronlar, o'nlab mikronlar va boshqalar haqida gapiramiz. Men qutblanuvchi optik mikroskopda ko'rsatgan rangli rasmlar ishi, u erda bu qiyinroq va rang qutblangan yorug'lik, suyuq kristalldagi qutblanish tekisligi boshqacha aylanishi bilan bog'liq va bu to'lqin uzunligiga bog'liq. Murakkab rang gamuti mavjud va butun ko'rinadigan diapazon yopiq, ya'ni siz turli xil ranglarni olishga harakat qilishingiz mumkin.
Boris Dolgin: Menga hayot haqida bir oz ko'proq gapirib bera olasizmi?
Aleksey Bobrovskiy: Hayot haqidami? Suyuq kristallarning biologiyadagi roli haqida?
Boris Dolgin: Ha.
Aleksey Bobrovskiy: Afsuski, bu mening mavzuim emas. Oxirida kitobga havola qilaman. Avvalo, biologiyada suyuq kristallarning aloqasi haqida gapirganda, ular tibbiyotda qanday foydalanish mumkinligi haqida gapiradilar - juda ko'p turli xil variantlar mavjud. Lipit hujayra membranalarida suyuq-kristal holati maqbul biologik haroratlarda sodir bo'ladi.
Boris Dolgin: Va bu butunlay artefakt emas va bu qo'shimcha tadqiqot.
Aleksey Bobrovskiy: Ha. Menimcha, suyuq kristall holatning roli hali ham aniq ma'lum emas va ba'zida hujayradagi DNK suyuq kristall holatda bo'lishi mumkinligi haqida dalillar mavjud, ammo bu kelajakdagi tadqiqotlar uchun mavzu. Bu mening o'rganish soham emas. Meni suyuq kristall sintetik polimerlar ko'proq qiziqtiradi, ular haqida gapirishni davom ettiraman.
Boris Dolgin: LC polimerlari butunlay sun'iymi?
Aleksey Bobrovskiy: Ha, asosan hamma narsa sun'iy. Masalan, ba'zi qo'ng'izlar va kapalaklarning rangi suyuq kristallar emas, balki xitinli biologik polimerlar tufayli muzlatilgan suyuq kristall holatga bog'liq. Shunday qilib, evolyutsiya rang berish pigmentlar tufayli emas, balki polimerlarning ayyor tuzilishi tufayli taqsimlandi.
Mixail Potanin Javob: Menda suyuq kristallarning magnit sezgirligi haqida savolim bor. Ular Yerning magnit maydonlariga qanchalik sezgir? Ular kompas yasasa bo'ladimi?
Aleksey Bobrovskiy: Mumkin emas. Afsuski, shunday bo'ldi. Suyuq kristallarning sezgirligini nima aniqlaydi? Diamagnit sezuvchanlik va o'tkazuvchanlik tushunchasi mavjud va elektr maydonida hamma narsa ancha qulayroq va yaxshiroq, ya'ni bunday suyuq kristall hujayraga haqiqatan ham 1 V ni qo'llash kifoya - va hamma narsa qayta yo'naltiriladi. , va magnit maydon holatida biz teslas haqida gapiramiz - bunday maydon kuchlari Yerning magnit maydonining kuchidan beqiyos yuqori,
Lev Moskovkin: Menda butunlay havaskor savol bo'lishi mumkin. Ma'ruza mutlaqo jozibali, estetik qoniqish ajoyib, lekin taqdimotning o'zi kichikroq. Siz ko'rsatgan rasmlar yadroga o'xshaydi - ular estetik jihatdan ham faol - va Jabotinskiy reaktsiyasiga o'xshaydi, garchi sizning rasmlaringiz tsiklik emas. Rahmat.
Aleksey Bobrovskiy Javob: Men bu savolga javob berishga tayyor emasman. Buni adabiyotda ko'rib chiqish kerak. Polimerlar va suyuq kristallarda “masshtablash” (masshtablash), ya’ni o‘ziga o‘xshashlik nazariyasi mavjud. Menga bu savolga javob berish qiyin, men bu mavzuda malakali emasman.
Natalya: Endi ular rossiyalik olimlarga Nobel mukofotlarini berishmoqda. Sizningcha, Frederiks, agar tirik qolganida, bu mukofotni olishi mumkin edi? Umuman olganda, ushbu mavzu bilan shug'ullangan olimlar orasida Nobel mukofoti olganmi?
Aleksey Bobrovskiy Javob: Menimcha, albatta, Frederiks birinchi nomzod bo‘lardi. Urush paytida u lagerda vafot etdi. Agar u 1968-1970 yillargacha yashaganida, u Nobel mukofotiga birinchi nomzod bo'lgan bo'lar edi - bu juda aniq. Hali ham buyuk fizik, lekin mukofotlanmadi (biz olimlarimiz haqida gapiryapmiz), - Tsvetkov - Sankt-Peterburgdagi fiziklar maktabining asoschisi, afsuski, u bir darajaga yoki boshqasiga tushib ketdi. Suyuq kristallar bo'yicha Nobel mukofotini kim olgani haqidagi savol maxsus ko'rib chiqilmagan yoki o'rganilmagan, lekin mening fikrimcha, polimerlar va suyuq kristallar bo'yicha Nobel mukofotini faqat Pol de Gennes olgan.
Boris Dolgin: Suyuq kristallarni o'rganish modasi abadiy ketdimi?
Aleksey Bobrovskiy: Ha, albatta, hech qanday shov-shuv yo'q, chunki eng oddiy mezofaza (nematik suyuq kristall faza) bilan ko'p narsa allaqachon aniq va u foydalanish uchun eng maqbul ekanligi aniq. Murakkab fazalarga qiziqish hali ham mavjud, chunki yaxshi o'rganilganidan ba'zi afzalliklarga ega bo'lish mumkin, ammo suyuq kristall holati bo'yicha nashrlar soni kamayib bormoqda.
Boris Dolgin: Ya'ni, siz tushunishda hech qanday sifat sakrashlarini, global sir bo'ladigan zonalarni ko'rmaysiz.
Aleksey Bobrovskiy: Menimcha, oldindan aytmaslik yaxshiroq, chunki hamma narsa bo'lishi mumkin. Fan har doim ham izchil rivojlanavermaydi. Ba'zida g'alati sakrashlar bo'ladi, shuning uchun men hech qanday bashorat qilishga majbur emasman.
Konstantin Ivanovich: Ular inson hayoti uchun qanchalik xavfsiz ekanligini bilmoqchiman.
Aleksey Bobrovskiy Javob: LCD displeylarni ishlab chiqaradigan odamlar xavfsizlik uchun sinovdan o'tkaziladi. Agar siz bir litr suyuq kristall ichsangiz, u ehtimol yomonlashadi, ammo miligramlar ishlatilganligi sababli, jiddiy xavf yo'q. Bu singan, termometrdan sizib chiqqan simobdan ancha xavfsizroq. Bu zarar jihatidan mutlaqo tengsiz. Hozirgi vaqtda suyuq kristallardan foydalanish bo'yicha tadqiqotlar olib borilmoqda. Men bir xabarni eshitganman, bu masalaga jiddiy e'tibor qaratilmoqda, u erda juda ko'p hurda bor va uni qanday qilib qayta tiklash mumkin, lekin ekologik muammolar juda kam. Ular xavfsiz.
Boris Dolgin: Oxirida juda qiziq narsa bor edi. Agar siz ishlatilgan LCD monitorni va hokazolarni tasavvur qilsangiz. Undan keyin nima bo'ladi, nima bo'ladi? Qanday qilib u yo'q qilinadi - yoki utilizatsiya qilinmaydi yoki qandaydir tarzda parchalanadi yoki qoladimi?
Aleksey Bobrovskiy: Menimcha, suyuq kristall molekulalar tashqi ta'sirlar ta'sirida birinchi bo'lib parchalanadi.
Boris Dolgin: Ya'ni, bu erda alohida o'ziga xoslik yo'qmi?
Aleksey Bobrovskiy: Albatta yo'q. Menimcha, u erda plastmassa va polimerlarni qayta ishlash bilan bog'liq muammolar ancha murakkab.
Oleg: Iltimos, ayting-chi, suyuq kristall fazalarning harorat diapazoni nima bilan belgilanadi? Ma'lumki, barcha zamonaviy displeylar juda keng harorat oralig'ida ishlaydi. Bunga qanday erishdingiz va materiyaning qaysi xossalari va tuzilishi ularni belgilaydi?
Aleksey Bobrovskiy: Ajoyib savol. Darhaqiqat, oddiy birikmalar, yakka tartibda sintez qilinadigan organik birikmalarning ko'pchiligi, men ko'rsatganimdek, xolesterilbenzoat 140° da eriydi, keyin izotropik parchalanish 170° haroratga ega. Erish nuqtasi past, xona haroratiga yaqin bo'lgan va 50 ° mintaqada oddiy izotrop suyuqlikka aylanadigan alohida moddalar mavjud, ammo bunday keng harorat oralig'ini, noldan past haroratgacha amalga oshirish uchun aralashmalar kerak edi. qilinsin. Turli moddalarning an'anaviy aralash kompozitsiyalari, aralashtirilganda, ularning erish nuqtasi sezilarli darajada kamayadi. Bunday hiyla. Odatda bu homolog seriyalar bo'lib, displeylarda bifenil hosilasi ishlatiladi, bu erda X va nitril o'rnini bosuvchisi yo'q va turli uzunlikdagi dumlar alkil dumlari sifatida olinadi va 5-7 komponentdan iborat aralashmasi tushirishga imkon beradi. erish nuqtasi 0 ° dan past, yorug'lik haroratini tark etganda, ya'ni suyuq kristalning izotrop fazaga o'tishi, 60 ° dan yuqori - bu shunday hiyla.
Ma'ruza matni. 2-qism
Avvalo, polimerlar nima ekanligini aytmoqchiman.
Polimerlar - bu takroriy takrorlash, ya'ni bir xil birliklarni kimyoviy bog'lash orqali olingan birikmalar - eng oddiy holatda, polietilenda bo'lgani kabi, ular bitta zanjirda o'zaro bog'langan CH 2 birliklari. Albatta, DNK molekulalarigacha bo'lgan murakkabroq molekulalar mavjud bo'lib, ularning tuzilishi o'zini takrorlamaydi, juda murakkab tarzda tashkil etilgan.
Polimer topologiyasining asosiy turlari: eng oddiy molekulalar chiziqli zanjirli molekulalar, tarmoqlangan, taroqsimon polimerlar mavjud. Suyuq kristall polimerlar ishlab chiqarishda taroqli polimerlar muhim rol o'ynagan. Polikatenanlarning yulduz shaklidagi, bog'langan halqalari eng xilma-xil molekulyar shakllardir. Suyuq kristall holati kuchli va asosiy o'rganilayotganda, suyuq kristallar o'rganilayotganda, bir fikr paydo bo'ldi: suyuq kristallarning noyob optik xususiyatlarini polimerlarning yaxshi mexanik xususiyatlari - qoplamalar hosil qilish qobiliyati bilan birlashtirish mumkinmi? filmlar, ba'zi mahsulotlar? Va 1974 yilda (birinchi nashr bor edi) aqlga kelgan narsa - 60-yillarning oxiri - 70-yillarning boshlarida ular suyuq kristalli polimerlarni ishlab chiqarishga turli yondashuvlarni taklif qila boshladilar.
Yondashuvlardan biri novda shaklidagi, tayoq shaklidagi molekulalarni chiziqli makromolekulaga bog'lashdir, ammo ma'lum bo'lishicha, bunday polimerlar suyuq kristall faza hosil qilmaydi, ular qizdirilganda parchalana boshlaydigan oddiy mo'rt oynalardir. hech narsa bermang. Keyin, parallel ravishda, ikkita laboratoriyada (bu haqda keyinroq batafsilroq gaplashaman), bunday novda shaklidagi molekulalarni asosiy polimer zanjiriga egiluvchan bo'shliqlar - yoki rus tilida ajratish orqali ulash usuli taklif qilindi. Va keyin shunday bo'ladi: asosiy polimer zanjiri o'rtasida kichik avtonomiya mavjud, u asosan mustaqil ravishda ketadi va novda shaklidagi molekulalarning harakati, ya'ni asosiy polimer zanjiri suyuq kristalning shakllanishiga xalaqit bermaydi. novda shaklidagi bo'laklar bilan faza.
Bu yondashuv juda samarali bo'ldi va parallel ravishda ikkita laboratoriyada - Sovet Ittifoqidagi Nikolay Alfredovich Pleyt laboratoriyasida va Ringsdorf laboratoriyasida - bunday yondashuv mustaqil ravishda taklif qilindi va men hozirda ishlayotganimdan xursandman. Moskva davlat universitetining kimyo fakultetidagi Valeriy Petrovich Shibaevning laboratoriyasi, ya'ni men hamma narsa ixtiro qilingan laboratoriyada ishlayman. Tabiiyki, ustuvorliklar haqida tortishuvlar bo'lgan, ammo bu muhim emas.
Suyuq kristall polimerlarning asosiy turlari. Men bunday asosiy zanjir yoki magistral guruhlar haqida gapirmayman (bu polimerning bir turi), men asosan tayoq shaklidagi bo'laklar asosiy zanjirga moslashuvchan alifatik ajralish orqali bog'langan taroqsimon suyuq kristalli polimerlar haqida gapiraman. .
Turli xossalarning sintezi va birikmasi nuqtai nazaridan suyuq kristall polimerlarni yaratishga yondashuvning muhim afzalligi gomopolimerlarni olish imkoniyatidir. Ya'ni, zanjir molekulasini hosil qilish qobiliyatiga ega bo'lgan monomer olinadi, masalan, bu erda sxematik ko'rsatilgan qo'sh bog'lanish tufayli siz gomopolimerni, ya'ni molekulalari bir xil novda shaklidagi bo'laklardan iborat polimerni olishingiz mumkin. , yoki siz ikki xil fragmentni birlashtirib, sopolimerlar hosil qilishingiz mumkin, - ular ikkalasi ham mezofazani tashkil qilishi mumkin yoki mezogen bo'lmagan fragmentlar mezogen fragmentlar bilan birlashtirilishi mumkin va bizda heterojen komponentlarni kimyoviy jihatdan bitta bo'lishga majburlash qobiliyati borligi ma'lum bo'ldi. polimer tizimi. Boshqacha qilib aytganda, agar ular bunday monomer bilan kimyoviy bog'lanishsiz aralashishga harakat qilsalar, ular ikkita alohida fazani beradilar va ularni kimyoviy bog'lash orqali biz ularni bir tizimda bo'lishga majbur qilamiz, keyin men buni qanchalik yaxshiligini ko'rsataman. hisoblanadi.
Polimer suyuq kristallari va past molekulyar suyuq kristallar o'rtasidagi muhim afzallik va farq shishasimon holatni shakllantirish imkoniyatidir. Agar siz harorat shkalasiga qarasangiz, biz yuqori haroratlarda izotrop fazaga egamiz, harorat pasayganda, suyuq kristalli faza hosil bo'ladi (bu sharoitda polimer juda yopishqoq suyuqlikka o'xshaydi), sovutilganda esa o'tish jarayoni sodir bo'ladi. shishasimon holat kuzatiladi. Bu harorat odatda xona haroratiga yaqin yoki xona haroratidan biroz yuqoriroq, ammo bu kimyoviy tuzilishga bog'liq. Shunday qilib, suyuq yoki kristall holatga o'tadigan past molekulyar birikmalardan farqli o'laroq, struktura o'zgaradi. Polimerlarga kelsak, bu struktura o'nlab yillar davomida saqlanib qolishi mumkin bo'lgan shishasimon holatda muzlatilgan va bu qo'llash nuqtai nazaridan muhim, aytaylik, ma'lumotni saqlashni qayd qilish uchun biz strukturani va yo'nalishini o'zgartirishimiz mumkin. molekula, molekulaning bo'laklari va ularni xona haroratida muzlatib qo'ying. Bu polimerlarning past molekulyar birikmalardan muhim farqi va afzalligi. Polimerlar yana nima uchun yaxshi?
Ushbu video suyuq kristalli elastomerni namoyish etadi, ya'ni u qizdirilganda qisqaradigan va sovutilganda kengayadigan elastik tasma kabi his qiladi. Ushbu ish Internetdan olingan. Bu mening ishim emas, bu erda tezlashtirilgan tasvir, ya'ni haqiqatda, afsuski, bu o'tish o'nlab daqiqalar davomida kuzatiladi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda? Etarlicha past shisha o'tish haroratiga ega bo'lgan suyuq kristall elastomer nima, ya'ni xona haroratida elastik holatda, lekin makromolekulalar o'zaro bog'langan va agar biz plyonkani suyuq kristall fazada sintez qilsak, u holda polimer zanjiri mezogen guruhlarning yo'nalishini biroz takrorlaydi va agar biz uni qizdirsak, mezogen guruhlar tartibsiz holatga o'tadi va shunga mos ravishda asosiy polimer zanjirlarini tartibsiz holatga o'tkazadi va makromolekulyar sariqlarning anizometriyasi o'zgaradi. Bu isitish vaqtida, mezofazadan izotropik fazaga o'tish paytida, polimer rulonlari shaklining o'zgarishi tufayli namunaning geometrik o'lchamlarining o'zgarishi kuzatilishiga olib keladi. Past molekulyar suyuq kristallar holatida buni kuzatish mumkin emas. Germaniyadagi ikkita guruh, Finkelmann, Zentel va boshqa guruhlar bu ishlarni ko'p qilishdi. Xuddi shu narsani yorug'lik ta'sirida kuzatish mumkin.
Fotoxrom polimerlar bo'yicha ko'plab ishlar mavjud bo'lib, ular tarkibida azobenzol fragmenti - NN-juft bog' bilan bog'langan ikkita benzol halqasi mavjud. Bunday molekulyar bo'laklarga yorug'lik ta'sirida nima sodir bo'ladi? Trans-sis izomerizatsiyasi deb ataladigan narsa kuzatiladi va novda shaklidagi bo'lak yorug'lik bilan nurlantirilganda, qiyshiq kavisli sis-shaklga, egri bo'lakka aylanadi. Bu, shuningdek, tizimdagi tartibning sezilarli darajada pasayishiga olib keladi va isitish paytida biz ilgari ko'rganimizdek, nurlanish paytida ham geometrik o'lchamlarning qisqarishi, plyonka shaklining o'zgarishi, bu holda biz pasayish kuzatilgan. .
Nurlanish paytida turli xil egilish deformatsiyalari amalga oshirilishi mumkin, ya'ni plyonkaning bunday egilishi UV nurlari bilan nurlanganda amalga oshirilishi mumkin. Ko'rinadigan yorug'lik ta'sirida teskari cis-trans izomerizatsiyasi kuzatiladi va bu plyonka kengayadi. Har xil variantlar mumkin - bu tushayotgan yorug'likning polarizatsiyasiga bog'liq bo'lishi mumkin. Men bu haqda gapiryapman, chunki u hozir suyuq kristall polimerlarni tadqiq qilishning juda mashhur sohasi. Ular hatto bunga asoslanib, ba'zi qurilmalarni ishlab chiqarishga muvaffaq bo'lishadi, ammo hozirgacha, afsuski, o'tish vaqtlari ancha uzoq, ya'ni tezligi past, shuning uchun biron bir aniq foydalanish haqida gapirish mumkin emas, lekin shunga qaramay, bular Harorat o'zgarganda yoki turli to'lqin uzunlikdagi yorug'lik ta'sirida harakat qiladigan bunday sun'iy ravishda yaratilgan mushaklar ishlaydi. Endi men to'g'ridan-to'g'ri ishim haqida bir oz gaplashmoqchiman.
Mening ishimdan maqsad nima, laboratoriyamiz. Men yuqorida sopolimerizatsiyaning afzalligi, bir polimer materialida mutlaqo o'xshash bo'lmagan fragmentlarni birlashtirish imkoniyati haqida gapirgan edim va bunday turli xil ko'p funktsiyali suyuq kristall polimerlarni yaratishda asosiy vazifa, asosiy yondashuv - bu turli xil funktsional monomerlarni sopolimerizatsiya qilishdir. mezogen bo'lishi mumkin, ya'ni suyuq kristallning hosil bo'lishi uchun mas'ul bo'lgan, chiral (xirallik haqida keyinroq gaplashaman), fotoxromli, ya'ni ular yorug'lik ta'sirida o'zgarishi mumkin, elektroaktiv, katta dipolni olib yuradi. moment va maydon ta'sirida yo'nalishini o'zgartirishi mumkin, masalan, metall ionlari bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin bo'lgan turli xil funktsional guruhlar va moddiy o'zgarishlar mumkin. Va bu erda shunday gipotetik taroqsimon makromolekula, lekin aslida biz turli xil fragmentlar kombinatsiyasini o'z ichiga olgan ikki yoki uchlik sopolimerlarni olamiz va shunga mos ravishda biz ushbu materiallarning optik va boshqa xususiyatlarini turli xil ta'sirlar bilan o'zgartirishimiz mumkin, masalan, yorug'lik va elektr maydoni. Bunday misollardan biri xirallik va fotoxromizmning birikmasidir.
Men allaqachon xolesterik mezofaza haqida gapirgan edim - haqiqat shundaki, spiral molekulyar struktura ma'lum bir spiral qadami bilan hosil bo'ladi va bunday tizimlar bunday davriylik tufayli yorug'likni tanlab aks ettiradi. Bu plyonka bo'limining sxematik chizmasi: ma'lum bir spiral qadam va haqiqat shundaki, selektiv aks ettirish spiral qadam bilan chiziqli bog'liq - spiral qadamga mutanosib, ya'ni spiral qadamni u yoki bu tarzda o'zgartirish orqali, filmning rangini, selektiv aks ettirishning to'lqin uzunligini o'zgartirishimiz mumkin. Muayyan darajada burilish bilan bunday tuzilishga nima sabab bo'ladi? Bunday strukturaning shakllanishi uchun nematik fazaga chiral fragmentlarni kiritish kerak.
Molekulyar xirallik - molekulalarning ko'zgu tasviriga mos kelmasligi. Bizning oldimizda turgan eng oddiy chiral parcha - bu ikki kaftimiz. Ular taxminan bir-birining oyna tasviridir va hech qanday tarzda taqqoslanmaydi. Molekulyar xirallik nematik tizimga burilish, spiral hosil qilish qobiliyatini kiritadi. Aytish kerakki, hali ham spiral burilishning tushunarli, yaxshi tushuntirilgan nazariyasi yo'q, ammo shunga qaramay, u kuzatilmoqda.
Muhim parametr bor, men bu haqda to‘xtalib o‘tirmayman, – bu burilish kuchi va ma’lum bo‘lishicha, burish kuchi – chiral bo‘laklarning spiralsimon struktura hosil qilish qobiliyati – chiral bo‘laklarning geometriyasiga kuchli bog‘liqdir.
Biz mezogen fragmentni (ko'k tayoq bilan tasvirlangan) o'z ichiga olgan chiral-fotokromik sopolimerlarni oldik - bu nematik turdagi suyuq-kristal fazasini shakllantirish uchun javobgardir. Xiral-fotoxrom fragmentlari bo'lgan sopolimerlar olindi, ular bir tomondan xiral molekula (guruh) ni o'z ichiga oladi, ikkinchi tomondan, fotoizomerlanishga qodir bo'lgan, ya'ni ta'siri ostida geometriyani o'zgartirishga qodir bo'lgan fragment. yorug'lik va bunday molekulalarni nurlantirish orqali biz trans-sis-izomerizatsiyani keltirib chiqaramiz, biz xiral fotoxrom fragmentining tuzilishini o'zgartiramiz va natijada uning xolesterik spiralni induktsiya qilish samaradorligini induktsiya qilish qobiliyati, ya'ni shu tarzda biz masalan, yorug'lik ta'sirida xolesterik spiralni yechishimiz mumkin, biz buni teskari yoki qaytarib bo'lmaydigan tarzda qila olamiz. Tajriba nimaga o'xshaydi, biz nimani amalga oshirishimiz mumkin?
Bizda xolesterik polimerning xolesterik plyonka qismi bor. Biz uni niqob yordamida nurlantirishimiz va mahalliy ravishda izomerlanishni induktsiya qilishimiz mumkin, izomerizatsiya paytida chiral bo'laklarning tuzilishi o'zgaradi, ularning burish qobiliyati pasayadi va spiralning ochilishi mahalliy darajada kuzatiladi va spiralning ochilishi kuzatilganligi sababli rangning tanlab aks etishi to'lqin uzunligini o'zgartirishimiz mumkin. , ya'ni rangli filmlar.
Laboratoriyamizda olingan namunalar niqob orqali nurlangan polimer namunalaridir. Bunday lentalarga har xil turdagi tasvirlarni yozib olishimiz mumkin. Bu amaliy qiziqish uyg'otishi mumkin, ammo shuni ta'kidlashni istardimki, bizning ishimizda asosiy e'tibor bunday tizimlar tuzilishining molekulyar dizaynga, bunday polimerlarning sinteziga va bunday tizimlarning xususiyatlariga ta'sirini o'rganishdir. . Bundan tashqari, biz nafaqat yorug'likni, selektiv ko'zgu to'lqin uzunligini, balki elektrni boshqarishni ham o'rgandik. Misol uchun, biz qandaydir rangli tasvirni yozib olishimiz mumkin, keyin esa elektr maydonini qo'llash orqali uni qandaydir tarzda o'zgartirishimiz mumkin. Bunday materiallarning ko'p qirraliligi tufayli. Bunday o'tishlar - spiralni ochish-aylanish - qaytarilishi mumkin.
Bu o'ziga xos kimyoviy tuzilishga bog'liq. Masalan, biz selektiv aks ettirishning to'lqin uzunligini (aslida rang) yozishni o'chirish davrlari soniga bog'liq bo'lishimiz mumkin, ya'ni ultrabinafsha nurlar ta'sirida biz spiralni ochamiz va plyonka yashildan qizil rangga aylanadi. , va keyin biz uni 60 ° haroratda qizdirishimiz va teskari aylanishni keltirib chiqarishimiz mumkin. Shu tarzda, ko'plab tsikllarni amalga oshirish mumkin. Xulosa qilib aytganda, suyuq kristallar va suyuq kristall polimerlarning estetik tomoniga biroz qaytmoqchiman.
Men ko'k fazani ko'rsatdim va bir oz gapirdim - murakkab, juda qiziqarli tuzilma, ular hali ham o'rganilmoqda, nanozarralar u erda kiritilgan va u erda qanday o'zgarishlarni ko'rishadi va past molekulyar og'irlikdagi suyuq kristallarda bu faza ba'zi fraktsiyalarida mavjud. daraja (2 ° -3 °, lekin ortiq emas), ular juda beqaror. Namunani biroz surish kifoya - va bu go'zal to'qima, bu erda ko'rsatilgan misol, vayron qilingan va polimerlarda 1994-1995 yillarda plyonkalarni uzoq vaqt qizdirish, ma'lum haroratlarda yoqish orqali men bunga muvaffaq bo'ldim. xolesterik ko'k fazalarning bunday go'zal to'qimalarini ko'ring va men hech qanday hiyla-nayranglarsiz (suyuq azot ishlatmasdan) muvaffaqiyatga erishdim, shunchaki bu plyonkalarni sovutib, ushbu teksturalarni kuzating. Yaqinda men bu namunalarni topdim. Allaqachon 15 yil o'tdi - va bu to'qimalar mutlaqo o'zgarmadi, ya'ni ko'k fazalarning ayyor tuzilishi, amberdagi ba'zi qadimiy hasharotlar singari, 10 yildan ortiq vaqt davomida barqaror bo'lib qoldi.
Bu, albatta, tadqiqot nuqtai nazaridan qulaydir. Biz uni atom kuchi mikroskopiga qo'yishimiz mumkin, bunday plyonkalarning bo'limlarini o'rganishimiz mumkin - bu qulay va chiroyli. Men uchun hammasi shu. Men adabiyotga murojaat qilmoqchiman.
Anatoliy Stepanovich Soninning birinchi kitobi, men uni 20 yildan ko'proq vaqt oldin, 1980 yilda "Kentavr va tabiat" nashriyoti tomonidan o'qiganman, keyin hali maktab o'quvchisi bo'lganimda suyuq kristallarga qiziqib qoldim va shunday bo'ldiki, Anatoliy Stepanovich Sonin mening dissertatsiyamning sharhlovchisi edi. Ilmiy maslahatchim Valeriy Petrovich Shibaevning "Hayot kimyosida suyuq kristallar" maqolasi zamonaviyroq nashrdir. Ingliz tilidagi adabiyotlarning katta miqdori mavjud; Agar qiziqish va istak bo'lsa, o'zingiz ko'p narsalarni topishingiz mumkin. Masalan, Dirkingning "Suyuq kristall teksturalar" kitobi. Yaqinda men suyuq kristallarni biotibbiyotda qo'llashga bag'ishlangan kitob topdim, shuning uchun kimdir ushbu jihatga qiziqsa, men uni tavsiya qilaman. Muloqot uchun elektron pochta bor, men har doim sizning savollaringizga javob berishdan xursand bo'laman va agar bunday qiziqish bo'lsa, ba'zi maqolalar yuboraman. E'tiboringiz uchun rahmat.
Ma'ruza muhokamasi. 2-qism
Aleksey Bobrovskiy: O'ziga xos kimyoni ko'rsatish kerak edi. Bu mening kamchiligim. Yo'q, bu ko'p bosqichli organik sintez. Ba'zi oddiy moddalar olinadi, kolbalarda u kimyoviy oshxonaga o'xshaydi, bunday reaktsiyalar jarayonida molekulalar murakkabroq moddalarga birlashtiriladi, ular deyarli har bir bosqichda ajralib chiqadi, ular qandaydir tarzda tahlil qilinadi, biz olmoqchi bo'lgan strukturaning kelishuvi. Bu bizga kerak bo'lgan modda ekanligiga ishonch hosil qilishimiz uchun asboblar bizga beradigan spektral ma'lumotlar bilan belgilanadi. Bu juda murakkab ketma-ket sintez. Albatta, suyuq kristall polimerlar olish uchun yanada ko'proq mehnat talab qiladigan sintezdir. Apelsin kukunlari turli xil oq kukunlardan tayyorlanganga o'xshaydi. Suyuq kristalli polimer elastik tasmaga o'xshaydi yoki u qattiq sinterlangan moddadir, lekin agar siz uni qizdirsangiz, yupqa plyonka hosil qiling (qizdirilganda, bu mumkin), keyin bu tushunarsiz modda mikroskopda chiroyli rasmlarni beradi.
Boris Dolgin: Savolim bor, balki boshqa sohadandir, aslida, ehtimol, avvalo Leo, keyin men, haqiqiy qismdan chalg'itmaslik uchun.
Lev Moskovkin: Siz meni bugungi ma'ruzangiz bilan hayratda qoldirdingiz, men uchun bu yangilik kashfiyoti. Savollar oddiy: mushak kuchi qanchalik katta? U nima uchun ishlaydi? Va jaholatdan, tekstura nima, u tuzilishdan qanday farq qiladi? Sizning ma'ruzangizdan so'ng, menimcha, hayotda tartibga solingan hamma narsa, suyuq kristallar tufayli hamma narsa yorug'lik va zaif impuls bilan tartibga solinadi. Sizga katta raxmat.
Aleksey Bobrovskiy Javob: Albatta, hamma narsa suyuq kristallar tomonidan tartibga solinadi, deb aytish mumkin emas, albatta bunday emas. Moddaning o'z-o'zini tashkil qilishning turli shakllari mavjud va suyuq kristall holat o'z-o'zini tashkil qilishning shunday shakllaridan biridir. Polimer mushaklar qanchalik kuchli? Mavjud temirga asoslangan qurilmalar bilan solishtirganda miqdoriy xususiyatlarini bilmayman, taxminan aytganda, ular unchalik kuchli emas, lekin shuni aytmoqchimanki, zamonaviy o'q o'tkazmaydigan jiletlarda, masalan, Kivlar materiali - tola mavjud. suyuq kristall tuzilishga ega asosiy zanjir turi, asosiy zanjirda mezogen guruhlari bo'lgan polimer. Ushbu tolani ishlab chiqarish jarayonida makromolekulalar tortishish yo'nalishi bo'ylab tortiladi va juda yuqori quvvat ta'minlanadi, bu tana zirhlari, aktuatorlar yoki ishlab chiqilayotgan mushaklar uchun kuchli tolalar hosil qilish imkonini beradi, lekin juda zaif kuchlar bo'lishi mumkin. u yerda erishilgan. Tekstura va tuzilish o'rtasidagi farq. Tekstura - bu gilam, narsalarni loyihalash, ba'zi vizual narsalar, badiiy dizayn bilan shug'ullanadigan odamlar tomonidan qo'llaniladigan tushuncha, ya'ni birinchi navbatda, bu ko'rinishdir. Yaxshiyamki, suyuq kristallarning tuzilishi, ya'ni xarakterli rasm suyuq kristallning tuzilishini aniqlashda juda ko'p yordam beradi, ammo bular, aslida, turli xil tushunchalardir.
Oleg Gromov, : Siz fotoxrom effektli va elektr va magnit sezgirlikka ega bo'lgan polimer suyuq kristalli tuzilmalar borligini aytdingiz. Savol shuki. Mineralogiyada ham ma'lumki, Chuxrov 50-yillarda noorganik tarkibdagi suyuq kristalli shakllanishlarni tasvirlab bergan va ma'lumki, noorganik polimerlar mavjud, mos ravishda savol tug'iladi: noorganik suyuq kristalli polimerlar mavjudmi, agar mavjud bo'lsa, u ular uchun bu funktsiyalarni bajarish mumkin, Va bu holda ular qanday amalga oshiriladi?
Aleksey Bobrovskiy: Javob ha emas, balki yo'q. Organik kimyo, uglerodning turli xil birikmalar hosil qilish xususiyati past molekulyar suyuq kristallarning, polimer birikmalarining har xil turlarining ulkan dizaynini amalga oshirishga imkon berdi va umuman olganda, biz qandaydir turlari haqida gapirishimiz mumkin. xilma-xillik. Bular suyuq kristall fazani berishi mumkin bo'lgan past molekulyar og'irlikdagi polimerlarning yuz minglab moddalari. Noorganik polimerlar haqida gap ketganda, bilmayman, faqat vanadiy oksidining ba'zi suspenziyalari esga tushadi, ular ham polimerlarga o'xshab ketadi va ularning tuzilishi odatda aniq o'rnatilmagan va bu tadqiqot bosqichida. Bu asosiy ilmiy "asosiy oqim" dan bir oz uzoqda bo'lib, hamma oddiy organik suyuq kristallarni loyihalash ustida ishlamoqda va faza o'zgarish bilan emas, balki liotrop suyuq kristall fazalar hosil bo'lishi mumkin. haroratda, lekin birinchi navbatda erituvchi mavjudligi bilan, ya'ni odatda bu nanokristallar, albatta, cho'zilgan shaklga ega bo'lib, erituvchi tufayli orientatsiya tartibini hosil qilishi mumkin. Buni maxsus tayyorlangan vanadiy oksidi beradi. Boshqa misollar, ehtimol, men bilmayman. Men bunday misollar bir nechta ekanligini bilaman, lekin bu polimer deyish mutlaqo to'g'ri emas.
Oleg Gromov, Rossiya Fanlar akademiyasining Biokimyo va analitik kimyo instituti: 50-yillarda Chuxrov va boshqalar tomonidan kashf etilgan suyuq kristall hosilalarni qanday ko'rib chiqish kerak?
Aleksey Bobrovskiy: Bilmayman, afsuski, bu hudud mendan uzoqda. Mening bilishimcha, suyuq kristall holat haqida aniq gapirish mumkin emasdek tuyuladi, chunki "suyuqlik" so'zi, rostini aytganda, shishasimon holatda bo'lgan polimerlarga taalluqli emas. Buni suyuq kristall faza deyish noto'g'ri, "muzlatilgan suyuq kristall faza" deyish to'g'ri. Ehtimol, o'xshashlik, buzilish tartib, qachonki uch o'lchovli tartib bo'lmasa, lekin ikki o'lchovli tartib mavjud - bu, ehtimol, umumiy hodisa va agar siz qidirsangiz, uni qaerdan topish mumkin bo'lsa, ko'p narsani topishingiz mumkin. Agar siz mening elektron pochtamga shunday ishlarga havolalar yuborsangiz, men juda minnatdorman.
Boris Dolgin: Turli ixtisoslikdagi olimlar aloqada bo'ladigan boshqa platformaga aylanish juda yaxshi.
Aleksey Bobrovskiy: Juda zo'r
Zaldan ovoz: Yana bir havaskor savol. Siz fotoxrom suyuq kristalli polimerlar atrof-muhit o'zgarishiga nisbatan sekin javob berishini aytdingiz. Ularning taxminiy tezligi qanday?
Aleksey Bobrovskiy: Biz bir necha daqiqa ichida javob berish haqida gapiramiz. Juda nozik plyonkalarga kuchli yorug'lik ta'sirida odamlar ikkinchi javobga erishadilar, ammo hozirgacha bularning barchasi sekin. Bunday muammo bor. Boshqa narsa bilan bog'liq bo'lgan effektlar mavjud (men bu haqda gapirmadim): bizda polimer plyonka bor va unda fotoxrom parchalari bor va biz etarli intensivlikdagi qutblangan yorug'lik bilan harakat qila olamiz va bu yorug'lik aylanish tarqalishiga olib kelishi mumkin. , ya'ni bu molekulalarning qutblanish tekisligiga perpendikulyar aylanishi - bunday ta'sir bor, u dastlab allaqachon kashf etilgan, hozir u ham tekshirilmoqda va men ham buni qilyapman. Etarlicha yuqori yorug'lik intensivligi bilan effektlar millisekundlarda kuzatilishi mumkin, lekin odatda bu plyonka geometriyasining o'zgarishi bilan bog'liq emas, u ichida, birinchi navbatda, optik xususiyatlar o'zgaradi.
Aleksey Bobrovskiy: Axborotni yozib olish uchun material yaratishga urinish bor edi va bunday ishlanmalar bor edi, lekin men bilishimcha, bunday materiallar mavjud magnit yozuvlar, boshqa noorganik materiallar bilan raqobatlasha olmaydi, shuning uchun bu yo'nalishga qiziqish qandaydir tarzda so'ndi, lekin bu yana qayta ishga tushmaydi degani emas.
Boris Dolgin: Biror narsa tufayli, aytaylik, yangi talablarning paydo bo'lishi.
Aleksey Bobrovskiy: Ishning utilitar tomoni meni unchalik qiziqtirmaydi.
Boris Dolgin: Mening savolim qisman u bilan bog'liq, lekin uni qanday ishlatishingiz haqida emas, balki tashkiliy jihatdan utilitarian. Bo‘limingizda ishlayotgan sohada va hokazolarda, yuqorida aytganimizdek, qo‘shma loyihalaringiz, ayrim biznes tuzilmalarining buyurtmalari va hokazo. Umuman olganda, ushbu sohada o'zaro munosabatlar qanday tashkil etilgan: olim-tadqiqotchi, nisbatan aytganda, ixtirochi / muhandis yoki ixtirochi, keyin esa muhandis, ehtimol boshqa sub'ektlar, keyin nisbatan aytganda, nima qilishni tushunadigan tadbirkor. ehtimol, lekin bu dargumon, tadbirkorga pul berishga tayyor bo'lgan investor, ular hozir aytganidek, innovatsion loyihani amalga oshirishi mumkinmi? Bu zanjir sizning muhitingizda qanday qilib u bilan aloqada bo'lgan darajada tartibga solingan?
Aleksey Bobrovskiy: Hozircha bunday zanjir yo'q va bor-yo'qligi noma'lum. Asosan, moliyalashtirishning ideal shakli an'anaviy fundamental fanni moliyalashtirish usulidir. Agar biz RFBRni asos qilib olsak va ko'p marta muhokama qilingan hamma narsani olsak, chunki shaxsan men bunday qo'llaniladigan narsa, buyurtma qilishni xohlamayman.
Boris Dolgin: Shuning uchun men turli mavzular haqida gapiryapman va hech qanday holatda olim ham muhandis, ham tadbirkor bo'lishi kerak va hokazo demayman. Men turli xil mavzular haqida gapiryapman, o'zaro ta'sirni qanday o'rnatish mumkin, qanday qilib, ehtimol, o'zaro ta'sir allaqachon ishlaydi.
Aleksey Bobrovskiy Javob: Bizda tashqaridan turli xil takliflar bor, lekin bular asosan Tayvan, Koreya, Osiyodan turli xil displey ilovalari uchun suyuq kristalli polimerlardan foydalanish bilan bog'liq turli xil ishlar uchun kompaniyalardir. Flibs, Merck va boshqalar bilan qo'shma loyihamiz bor edi, ammo bu qo'shma loyiha doirasida - biz ba'zi tadqiqot ishlarining bir qismini bajarmoqdamiz va polimer namunalari ko'rinishidagi bunday intellektual mahsulot yoki mahsulot davomi yoki davomi bor. qilmaydi, lekin ko'pincha fikr almashish, qandaydir ilmiy ishlanmalar bilan yakunlanadi, ammo bu hali hech qanday qo'llanilishiga erishmagan. Jiddiy, siz ayta olmaysiz.
Boris Dolgin: Siz qandaydir tadqiqot, qandaydir variantni, qandaydir g'oyani ishlab chiqish uchun topshirilgansiz.
Aleksey Bobrovskiy: Umuman olganda, ha, bu sodir bo'ladi, lekin men bu ish shaklini yoqtirmayman (mening shaxsiy hissiyotim). Xayolimga nima kelsa, men imkon qadar ko'proq harakat qilaman va kimdir: "Falon xususiyatga ega falon filmni suratga oling", demasligi uchun. Menga qiziqarli emas.
Boris Dolgin: Qiziqqan odamni tasavvur qiling. Qanday qilib u sizning altruistik, aslida ilmiy qiziqishingiz tufayli olgan umumiy ilmiy g'oyalaringizni takomillashtirishdan manfaatdor bo'lsa, qanday qilib u siz bilan shunday munosabatda bo'lishi mumkinki, bu sizning ikkalangiz uchun ham qiziqarli bo'ladi? Tashkiliy sxema nima?
Aleksey Bobrovskiy: Menga javob berish qiyin.
Boris Dolgin: Umumiy seminarlar? Bu nima bo'lishi mumkin? Bunday urinishlar yo'q - qandaydir muhandislar? ..
Aleksey Bobrovskiy: Qo'shma loyiha doirasida hamma narsani amalga oshirish mumkin. Qandaydir o'zaro ta'sir qilish mumkin, lekin men savolni to'liq tushunmadim, muammo nima?
Boris Dolgin: Hozirgacha muammo turli turdagi tuzilmalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirning yo'qligi. Bu sizga olim sifatida tushadi yoki siz qilishni xohlamaydigan narsalarni qilish bilan bog'liq. Bu muammo.
Aleksey Bobrovskiy: Bu juda katta mablag' etishmasligi muammosi
Boris Dolgin: Tasavvur qiling-a, qo'shimcha mablag'lar bo'ladi, ammo texnik rivojlanish zarurati bundan yo'qolmaydi. Qanday qilib sizni qoniqtiradigan tarzda sizdan texnologiyaga o'tishingiz mumkin?
Aleksey Bobrovskiy: Haqiqat shundaki, zamonaviy fan juda ochiq va men nima qilsam, nashr etaman - va qanchalik tezroq bo'lsa, shuncha yaxshi.
Boris Dolgin: Demak, ta'mi borlar bundan foydalanishi mumkin degan umidda natijalarni baham ko'rishga tayyormisiz?
Aleksey Bobrovskiy: Agar kimdir mening maqolamni o'qisa va u qandaydir fikrga ega bo'lsa, ha, men faqat minnatdor bo'laman. Agar ushbu nashrdan aniq ishlanmalar chiqsa, patentlar, pullar bo'ladi, lekin Xudo uchun. Bu shaklda men xursand bo'lardim, lekin, afsuski, aslida hamma narsa parallel ravishda mavjud bo'lib chiqdi, bunday chiqish yo'li yo'q. Ilm-fan tarixi shuni ko'rsatadiki, ko'pincha biron bir fundamental kashfiyotdan keyin - katta yoki kichik.
Boris Dolgin: Yoki ba'zi so'rovlardan keyin.
Aleksey Bobrovskiy: Yoki shunday.
Lev Moskovkin: Menda biroz provokatsion savol bor. Boris ko'targan mavzu juda muhim. Bu erda ma'lum bir modaning ta'siri bormi (bu sotsiologiya bo'yicha ma'ruzalardan birida eshitilgan)? Siz hozir suyuq kristallar bilan shug'ullanish moda emasligini aytdingiz. Bu ular bilan shug'ullanmagani uchun ular kerak emas degani emas, ehtimol bu qiziqish qaytib keladi va eng muhimi ...
Boris Dolgin: Ya'ni, Leo bizni ma'lum bir ilmiy jamiyatdagi kabi ilm-fandagi moda mexanizmlari haqidagi savolga qaytaradi.
Lev Moskovkin: Darhaqiqat, Chaykovskiy ham bu haqda gapirdi, bu erda moda barcha fanlarda juda kuchli. Ikkinchi savol: Men ilm-fanda umumlashtirishga qodir hokimiyat organlari qanday tanlanganini juda yaxshi bilaman. Siz o'zingizning materiallaringizni xohlagancha nashr qilishingiz mumkin, men ularni hech qachon uchratmayman, men uchun bu men bilmagan butun qatlam. Xuddi shu hayotni tushunish, yana nima qilishimiz mumkinligini tushunish uchun buning qiymatini tushunadigan tarzda umumlashtirish. Rahmat.
Boris Dolgin: Men ikkinchi savolni tushunmadim, lekin hozircha birinchi savol bilan shug'ullanamiz - fandagi moda haqida. Hozir moda emasligining mexanizmi nima, unda xavf bormi?
Aleksey Bobrovskiy: Men hech qanday xavf ko'rmayapman. Ma'lumki, moliyalashtirish bilan bog'liq masalalar muhim, ammo shunga qaramay, menimcha, hozir ko'p jihatdan fan o'ziga xos shaxsiy manfaatlarga ega, u yoki bu muammoga qiziqish bildiradigan aniq odamlarga tayanadi. Sharoitlar ba'zi cheklovlarni talab qilishi aniq, ammo aniq odamlarning faoliyati ma'lum bir sohaning rivojlanishiga olib keladi, chunki hamma narsa rivojlanadi. Ilm-fanning jamoaga aylanganligi haqida ko'p aytilganiga qaramay. Darhaqiqat, hozirda katta loyihalar mavjud, ba'zan juda muvaffaqiyatli bo'ladi, ammo shunga qaramay, fan tarixida shaxsning o'rni hozir ham juda katta. Shaxsiy qiziqishlar va qiziqishlar muhim rol o'ynaydi. Ko'rinib turibdiki, suyuq kristallar misolida bo'lgani kabi, elektronikaning bu rivojlanishi suyuq kristall tadqiqotlarining rivojlanishiga katta turtki bo'lib xizmat qildi, ular suyuq kristallardan foydalanish va undan pul ishlash mumkinligini anglab etishdi, tabiiyki, juda ko'p. pul tadqiqotga ketdi. Bunday bog'liqlik aniq ...
Boris Dolgin: Biznes va fandan fikr-mulohazalar.
Aleksey Bobrovskiy: ...bu zamonaviy ilm-fanning xususiyatlaridan biri bo‘lib, pul topib, mahsulot ishlab chiqaradigan odamlardan buyurtma kelib tushsa – so‘ngra tadqiqot moliyalashtiriladi va shunga mos ravishda e’tibor qiziq bo‘lgan narsadan nimaga o‘tadi. foydalidir. Buning ijobiy va salbiy tomonlari bor, lekin bu shunday. Haqiqatan ham, endi suyuq kristallarga bo'lgan qiziqish asta-sekin quriydi, chunki tortib olinishi mumkin bo'lgan hamma narsa allaqachon ishlab chiqarilmoqda va biror narsa yaxshilanishi kerak. Bilmayman, men bu haqda hech qachon jiddiy o'ylamaganman, shunga qaramay, suyuq kristallarning optoelektronika qo'llanmalarida (odamlar bu ustida ishlamoqda), sensorlar sifatida turli xil displey ilovalari mavjud, ular ustida ish olib borilmoqda. suyuq kristallardan biologik sensor sifatida foydalanish imkoniyati.molekulalar. Shunday qilib, umuman olganda, qiziqish shunchaki qurib qolmaydi, deb o'ylayman, bundan tashqari, katta tadqiqotlar to'lqini ular nano uchun pul berishni boshlaganligi bilan bog'liq. Aslida, nanozarrachalarni suyuq kristallarga qo'yish juda mashhur moda bo'lishiga qaramay, ishlarning soni juda ko'p, ammo ular orasida ushbu mavzu bilan bog'liq yaxshi qiziqarli ishlar mavjud, ya'ni nima sodir bo'ladi? nano-ob'ektlar suyuq kristall muhitga kirganda qanday effektlar paydo bo'ladi. O'ylaymanki, rivojlanish juda qiziqarli optik xususiyatlarga ega bo'lgan metamateriallarning paydo bo'lishi bilan bog'liq bo'lgan har xil murakkab qurilmalarni olish nuqtai nazaridan mumkin - bular suyuq kristallar, yangi optiklar bilan birgalikda turli xil usullarda yaratilgan g'ayrioddiy tuzilmalardir. effektlar va yangi ilovalar mumkin. Men hozir Liquid Crystals jurnalidagi maqolalarni ko'rib chiqyapman va ularning darajasi pasayib bormoqda va yaxshi maqolalar soni kamaymoqda, ammo bu hamma narsa yomon degani emas va suyuq kristallar fani o'lmaydi, chunki bu juda qiziq mavzu. Foizning pasayishi men uchun falokatga o'xshamaydi.
Boris Dolgin: Bu erda biz jimgina Leo tomonidan bizga berilgan ikkinchi savolga o'tamiz. Agar mavjud nazariya asosida qandaydir yangi nazariya tug'ilsa, suyuq kristallar uchun ortiqcha narsani va'da qilsa, qiziqish darhol ortadi.
Aleksey Bobrovskiy: Bu sodir bo'lishi mumkin.
Boris Dolgin: Savolni tushunganimdek, biz nima haqida gapiryapmiz, bu erda tushunishda nimanidir asta-sekin o'zgartiradigan fan ichidagi matnlar mavjud, tubdan o'zgarib turadigan innovatsion matnlar mavjud, lekin ayni paytda mutaxassislar va mutaxassislar o'rtasidagi o'ziga xos interfeys. jamiyat, ehtimol bir xil olimlardan iborat, ammo boshqa sohalarda, bu qismlarni qandaydir umumiy rasmga qanday lehimlashni tushuntiradigan ba'zi umumlashtiruvchi ishlar mavjud. Men tushunganimdek, Leo bizga bu haqda gapirib, qanday tanlashni so'radi va bu umumlashtiruvchi asarlarni kim yozadi?
Aleksey Bobrovskiy: Shunday tushuncha bor – ilmiy jurnalistika, bizning mamlakatimizda unchalik rivojlanmagan, lekin u butun dunyoda mavjud va u yerda qanchalik rivojlanganligini, shunga qaramay, bizning mamlakatimizda ham borligini tasavvur qilaman. Hozirgi ommaviy ma’ruza ham shunga ishora qiladi.
Boris Dolgin: Biror kishi ish doirasini maxsus yopadi, deb aytish mumkin emas.
Aleksey Bobrovskiy: Yo'q, hech kim hech narsani yopmaydi, aksincha, barcha oddiy olimlar o'zlarining qilgan ishlarini dunyoga ko'rsatish uchun qo'llaridan kelgancha harakat qilishadi: imkon qadar tezroq va imkon qadar tezroq. Kimdir yaxshi, kimdir yomon aytishi aniq, ammo buning uchun olimlardan jamiyatga ma’lumot uzatuvchi bo‘lib xizmat qiladigan ilmiy jurnalistlar bor.
Boris Dolgin: Sovet davrida ilmiy-ommabop adabiyotlar mavjud edi va hali ham maxsus janr mavjud edi - ilmiy adabiyotlar, qisman 60-yillarning boshlarida "Noma'lum bo'lgan yo'llar" to'plamlari, "Evrika" turkumidagi kitoblar, birinchi postlardan biri. Urush kashshoflari Daniil Danin edi, u asosan fizika haqida yozgan. Yana bir savol shundaki, haligacha umumlashtiruvchi asarlar yozadigan, kimgadir nimanidir ommalashtiradigan olimlar bor, lekin kim yozishni, kimni o‘qish yoki o‘qimaslikni deyarli hech kim tanlamaydi. Qayd etilgan Chaykovskiy nimadir yozadi, kimgadir yoqadi.
Aleksey Bobrovskiy: Muammo, menimcha, quyidagicha. Gap shundaki, bizning mamlakatimizda oddiy olimlar halokatli darajada kam va ilm-fanning ahvoli bundan yomon emas. Agar suyuq kristallar va suyuq kristall polimerlar haqida gapiradigan bo'lsak, bu allaqachon o'layotgan yagona laboratoriyalar. 90-yillarda qandaydir qulash va dahshatli tush bo'lganligi aniq, ammo, umuman olganda, Rossiyada suyuq kristallar haqidagi fan yo'q deb aytishimiz mumkin. Aytmoqchimanki - ilmiy jamoatchilik, men chet elda ishlaydigan odamlar bilan tez-tez muloqot qilaman, maqolalarni o'qiyman va shunga o'xshash narsalarni o'qiyman, lekin bizdan deyarli hech qanday maqola yo'q. Muammo shundaki, bizda fan yo'q, bu fanda umumlashtiruvchi asarlar yo'qligi emas. G'arbda sodir bo'layotgan voqealarni umumlashtirish mumkin - bu ham yaxshi, lekin hech qanday asos, muhim aloqa yo'q, olimlar yo'q.
Lev Moskovkin: Men aniqlab beraman, garchi printsipial jihatdan hamma narsa to'g'ri. Gap shundaki, biz doimo oxirgi ma'ruza mavzusi atrofida aylanamiz. Olimlar o‘rtasidagi fan raqobati shu qadar kuchliki, men buni o‘z ko‘zim bilan ko‘rganimdan qat’iy mamnunman va har bir olim o‘z yutuqlarini dunyoga ko‘rsatishga intilishiga qo‘shilaman. Bu faqat Timofeev-Resovskiy kabi taniqli hokimiyatga ega bo'lgan kishi uchun mavjud. Bu sovet davrida qilingan - qanday qilib ma'lum - va bu erda effekt paydo bo'ladi, ehtimol, ko'p narsani tushuntirib beradigan misol - do'zaxda nashr etilgan yashil daftarning ta'siri qayerda ekanligini biladi va uning nomini hech kim eslay olmaydi. bu ortiqcha konferentsiya, chunki hech kim VAK tomonidan akkreditatsiyadan o'tgan jurnal hozirda, akademik jurnal printsipial jihatdan bunday yangilikni qabul qilmaydi, lekin u yangi fanni tug'dirdi, u genetika faniga, hayotni tushunishga aylandi va Bu, umuman olganda, hozir allaqachon ma'lum. Bu sovet davrida yuqoridan qo'llab-quvvatlangan edi - Timofeev-Resovskiy KPSS Markaziy Qo'mitasining plenumida hamkasblar raqobatidan qo'llab-quvvatlandi, aks holda uni yeyishgan bo'lardi.
Boris Dolgin: Davlat ilm-fanning muhim qismini tugatgan vaziyat: davlatning boshqa asoslarisiz qochib qutulib bo'lmaydi.
Lev Moskovkin: Genetikada ma'lumotlarning ko'chkisi bor, uni umumlashtirish uchun hech kim yo'q, chunki hech kim hech kimga ishonmaydi va hech kim boshqa birovning hokimiyatini tan olmaydi.
Boris Dolgin: Nega?! Bizda boshqa genetiklarni tinglaydigan genetiklar bor edi va ular zavq bilan muhokama qilishdi.
Aleksey Bobrovskiy: Men genetikada bu qanday sodir bo'lishini bilmayman, lekin men qiladigan fanda vaziyat butunlay teskari. Yangi qiziqarli natijaga erishgan odamlar darhol uni imkon qadar tezroq nashr etishga harakat qilishadi.
Boris Dolgin: Hech bo'lmaganda raqobat manfaatlaridan - joyni ajratib ko'rsatish.
Aleksey Bobrovskiy: Ha. Ko'rinib turibdiki, ular usullarning ba'zi tafsilotlarini va hokazolarni yozmasliklari mumkin, lekin odatda, agar siz elektron pochta xabarini yozsangiz, u erda buni qanday qilganingizni so'rang, bu juda qiziq, hammasi ochiq - va ...
Boris Dolgin: Kuzatishlaringizga ko'ra, ilm-fan ochiqroq bo'lib bormoqda.
Aleksey Bobrovskiy: Hech bo'lmaganda men ochiq fanlar davrida yashayapman va bu yaxshi.
Boris Dolgin: Rahmat. Molekulyar biologlar biz bilan gaplashganda, ular odatda juda ochiq yotgan asoslarga murojaat qilishdi va hokazo, qo'llash tavsiya etiladi.
Aleksey Bobrovskiy: Fizikada xuddi shunday narsa bor, odamlar ko'rib chiqishdan oldin ham maqolaning xom (bahsli) versiyasini joylashtirishlari mumkin bo'lgan arxiv mavjud, ammo bu erda nashrlar uchun tezroq ustuvorlikdan ko'ra ko'proq nashrlar tezligi uchun kurash bor. . Men hech qanday yopilishni ko'rmayapman. Buning yopiq armiya va boshqalarga aloqasi yo'qligi aniq, men ilm-fan haqida gapiryapman.
Boris Dolgin: Rahmat. Yana savollar?
Zaldan ovoz: Menda savol yo'q, lekin taklif, fikr. Menimcha, kristallanish rasmlari mavzusi maktablarda bolalar va yoshlar uchun fan haqidagi hikoyalar uchun juda ko'p imkoniyatlarga ega. Balki 45 daqiqa davom etadigan bitta elektron dars yaratib, umumta’lim maktablariga tarqatish mantiqiydir? Endi elektron doskalar borki, ulardan ko'pchilik foydalanmaydi, ularni maktablarda qo'yish buyurilgan. Menimcha, bu rasmlarni bolalarga 45 daqiqa davomida ko'rsatib, so'ng oxirida hammasi qanday amalga oshirilganligini tushuntirib bersangiz yaxshi bo'lardi. Menimcha, bunday mavzuni taklif qilish, qandaydir tarzda uni moliyalashtirish qiziqarli bo'ladi.
Aleksey Bobrovskiy: Agar biror narsa bo'lsa, yordam berishga tayyorman. Ta'minlang, kerakli narsani yozing.
Boris Dolgin: Ajoyib. Umumlashtirishlar shunday shakllanadi, shunday tartiblanadi. Yaxshi. Katta rahmat. Boshqa ijodiy savollar bormi? Ehtimol, kimdir o'tkazib yuborilgandir, biz ko'rmayapmiz, menimcha, biz buni asosan muhokama qildik.
Boris Dolgin Javob: Olimlar bor, ilm yo‘q.
Boris Dolgin: Ya'ni, bu zarur yoki zarur va etarli shartmi?
Aleksey Bobrovskiy: Ha, zarar qaytarilmas, vaqt yo'qolgan, bu juda aniq va, albatta, shunday yangraydi: "Qanday qilib Rossiyada fan yo'q ?! Qanaqasiga? Bunday bo‘lishi mumkin emas, ilm bor, olimlar bor, maqolalar bor”. Birinchidan, daraja nuqtai nazaridan men har kuni ilmiy jurnallarni o'qiyman. Rossiyada ishlab chiqarilgan rus mualliflarining suyuq kristallar yoki polimerlar haqidagi maqolalari juda kam uchraydi. Buning sababi shundaki, yo hech narsa bo'lmayapti, yoki hamma narsa shunchalik past darajada sodir bo'lmoqdaki, odamlar buni oddiy ilmiy jurnalda nashr eta olmaydilar, albatta, ularni hech kim bilmaydi. Bu mutlaqo dahshatli holat.
Aleksey Bobrovskiy: Tobora.
Boris Dolgin: Ya'ni muammo mualliflarda emas, muammo fanda.
Aleksey Bobrovskiy: Ha, ya'ni, albatta, Rossiyada mukammal, yaxshi ishlaydigan yoki hech bo'lmaganda "Fan" nomi bilan ishlaydigan tuzilma yo'q. Yaxshiyamki, oddiy darajada ishlaydigan va xalqaro fanning umumiy ilmiy jarayoniga jalb qilingan laboratoriyalarning ochiqligi mavjud - bu Internet orqali aloqa imkoniyatlarini rivojlantirish, boshqa yo'llar bilan chegaralarning ochiqligi sizga imkon beradi. global ilmiy jarayondan ajralib turmaslik, lekin mamlakat ichida shunday bo'ladiki, albatta, pul etarli emas va agar moliyalashtirish ko'paytirilsa, bu hech narsani o'zgartirishi dargumon, chunki moliyalashtirishning ko'payishi bilan parallel ravishda, bu pul berilgan odamlarni tekshirish imkoniyatiga ega bo'lish kerak. Siz pul bera olasiz, kimdir uni o'g'irlaydi, kim biladi nimaga sarflaydi, lekin vaziyat hech qanday tarzda o'zgarmaydi.
Boris Dolgin Javob: To‘g‘risini aytganda, bizda tovuq va tuxum muammosi bor. Bir tomondan, biz ilm-fanni moliyalashtirmasdan, boshqa tomondan, moliyalashtirish bilan yaratmaymiz, lekin ekspertiza bozorini ta'minlaydigan, normal obro'-e'tiborni ta'minlaydigan ilmiy hamjamiyatsiz biz bu pulni bera olmaymiz. bu fanga yordam beradi.
Aleksey Bobrovskiy: Ya'ni, qaysi davlatda yashashidan qat'i nazar, xalqaro ekspertiza, kuchli olimlarning baholarini jalb qilish kerak. Tabiiyki, nomzodlik, doktorlik dissertatsiyasini himoya qilish bilan bog'liq attestatsiya ishlari uchun ingliz tiliga o'tish kerak; hech bo'lmaganda tezislar ingliz tilida bo'lishi kerak. Bu juda aniq va bu yo'nalishda qandaydir harakatlar bo'ladi, balki u qandaydir tarzda yaxshi tomonga o'zgaradi va shuning uchun - agar hammaga pul bersangiz ... tabiiyki, ko'proq pul oladigan kuchli olimlar - ular, albatta, samaraliroq ishlaydi, lekin pulning ko'p qismi qayerdaligini hech kim bilmaydigan qilib yo'qoladi. Bu mening fikrim.
Boris Dolgin: Iltimos, ayting-chi, siz yosh olimsiz, lekin siz allaqachon fan doktorisiz va yoshlar sizga boshqacha ma'noda keladi, talabalar, yosh olimlar. Sizga ergashganlar bormi?
Aleksey Bobrovskiy: Men universitetda ishlayman va hohlasam gohida xohlayman, gohida istamayman, kurs ishlari, diplom va aspirantura ishlariga rahbarlik qilaman.
Boris Dolgin: Ular orasida bo'lajak olimlar bormi?
Aleksey Bobrovskiy: Endi bor. Men rahbarlik qilgan, diplom ishlari bilan shug‘ullanayotgan, masalan, postdokslar yoki ilmiy guruhlarning rahbarlari bo‘lgan juda muvaffaqiyatli ishlaydigan odamlar bor, albatta, biz faqat xorijda gapiryapmiz. Men boshqargan va Rossiyada qolganlar, ular fanda ishlamaydi, chunki ular oilalarini boqishlari, normal yashashlari kerak.
Boris Dolgin Javob: Rahmat, bu moliya.
Aleksey Bobrovskiy: Tabiiyki, moliyalashtirish, maoshlar tekshiruvga dosh berolmaydi.
Boris Dolgin: Bu hali ham shaxsiy ...
Aleksey Bobrovskiy: Bunda hech qanday sir yo'q. Universitetda nomzodlik minimumi bo'lgan katta ilmiy xodimning stavkasi oyiga o'n besh ming rublni tashkil qiladi. Qolgan hamma narsa olimning faoliyatiga bog'liq: agar u xalqaro grantlar, loyihalarga ega bo'lsa, u ko'proq oladi, lekin u oyiga o'n besh ming rublga ishonishi mumkin.
Boris Dolgin: PhD haqida nima deyish mumkin?
Aleksey Bobrovskiy: Ular meni hali belgilab qo'ygani yo'q, qancha berishlarini hali aniq bilmayman, bundan tashqari yana to'rt ming qo'shiladi.
Boris Dolgin: Yuqoridagi grantlar juda muhim narsa. Faqat bugun biz qiziqarli tadqiqotchi tomonidan yuborilgan yangiliklarni e'lon qildik, ammo moliyalashtirish masalasi so'ralganda, u, xususan, ushbu sohaning ahamiyati haqida gapirdi va yana bizning nashrlarimizni eslatib o'tmasdan, vazir Fursenko, deydi ilmiy rahbarlar magistratura talabalarini moliyalashtirish va shu tariqa ularni moddiy rag'batlantirish uchun grantlar ajratadi.
Aleksey Bobrovskiy: Yo'q, odatda yaxshi ilmiy guruhda shunday bo'ladi, agar men ishlayotgan laboratoriya mudiri Valeriy Petrovich Shibaev kabi odam ilm olamida munosib nomga ega bo'lsa, grant olish imkoniyati mavjud. , loyihalar. Ko'pincha men o'zimni o'n besh ming "yalang'och" stavkada topa olmayapman, har doim ham ba'zi loyihalar bor, lekin hamma ham qila olmaydi, bu umumiy qoida emas, shuning uchun hamma tark etadi.
Boris Dolgin: Ya'ni, rahbar etarlicha yuqori xalqaro obro'ga ega bo'lishi va bundan tashqari, oqimda bo'lishi kerak.
Aleksey Bobrovskiy Javob: Ha, ko'pincha. Ko'p jihatdan omadim bor deb o'ylayman. Kuchli ilmiy guruhga kirish elementi ijobiy ishladi.
Boris Dolgin: Bu erda biz eski ilm-fanning fikr-mulohazalarini ko'ramiz, bu eng kuchli ilmiy guruh paydo bo'lgan, buning natijasida siz o'z traektoriyangizni amalga oshirishga muvaffaq bo'ldingiz. Ha, bu juda qiziq, rahmat. Men oxirgi so'zni so'rayman.
Zaldan ovoz: Oxirgi so'zni aytgandek ko'rsatmayman. Shuni ta'kidlashni istardimki, siz aytayotgan narsa mutlaqo tushunarli va buni sport sifatida qabul qilmang. Shuni ta'kidlashni istardimki, Aleksey Savvateevning ma'ruzasida Amerikada umuman fan yo'qligi aytilgan. Uning nuqtai nazari sizniki kabi ishonchli dalildir. Boshqa tomondan, Rossiyada ilm-fan, ayniqsa, ilm-fan umuman to'lamaganida, lekin faol ravishda o'g'irlanganda, bunday narsa bor edi.
Boris Dolgin: Biz 19-asr oxiri - 20-asr boshlari haqida gapirayapmizmi?
Boris Dolgin: Germaniyada?
Boris Dolgin: Va u ilmiy faoliyatini faolroq rivojlantirganda ...
Zaldan ovoz: Rossiyada, uning emas, balki Rossiyada umuman olganda, ular to'lamaganida ilm-fan eng samarali rivojlandi. Bunday hodisa mavjud. Men oqlay olaman, bu nuqtai nazar emas, Boris, bu haqiqat. Shuningdek, men sizga juda mas'uliyat bilan aytmoqchiman - bu endi haqiqat emas, balki xulosa - sizning xalqaro tajriba va ingliz tili sizga yordam beradi degan umidlaringiz behuda, chunki Dumada ishlayotganimda, men egalik qilish uchun qattiq raqobatni ko'rmoqdaman va Amerikaga nisbatan Dumada bir tomonlama mualliflik huquqi qonunlarini lobbi qilish. Ularning barchasi intellektual mulkning katta foiziga tegishli, ular bizning qurollarimiz u erda ko'chirilmasligidan umuman manfaatdor emas, ular buni o'zlari qilishadi.
Boris Dolgin: Men tushunaman, muammo ...
Aleksey Bobrovskiy: Qurol va fan parallel narsalardir.
Zaldan ovoz: Oxirgi misol: Gap shundaki, biz Jenya Ananiev biologiya fakultetida birga o'qiganimizda, Drosophila genomida harakatlanuvchi elementlarni kashf qilganimizda, tan olinishi faqat "Xromosomalar" jurnalida nashr etilgandan keyin paydo bo'ldi, ammo Hisinning obro'si bu nashrni buzdi, chunki Sharh shunday edi: "sizning qorong'u Rossiyada ular DNKni qanday ko'paytirishni bilishmaydi". Rahmat.
Boris Dolgin: Maqolalarni ko'rib chiqishning qat'iy aniq tizimi mavjud bo'lmaganda, ularda umumiy g'oyalardan foydalanilganda, muayyan mamlakatda ilmiy tadqiqotlar darajasi haqidagi g'oyalar muammo hisoblanadi.
Aleksey Bobrovskiy: Ingliz tiliga kelsak, hamma narsa juda oddiy - bu xalqaro ilmiy til. Ilm-fan bilan shug'ullanadigan har qanday olim, masalan, Germaniyada, nemis deyarli barcha maqolalarini ingliz tilida nashr etadi. Darvoqe, Germaniyada ko‘plab dissertatsiyalar ingliz tilida himoya qilinadi, masalan, men Daniya, Gollandiya haqida gapirmayapman, faqat u yerda chet elliklar ko‘p bo‘lgani uchun. Fan xalqaro. Tarixiy jihatdan fan tili ingliz tilidir.
Boris Dolgin: Shunday qilib, yaqinda, fan tili nemis bo'lmasdan oldin sodir bo'ldi.
Aleksey Bobrovskiy: Nisbatan yaqinda, ammo, shunga qaramay, hozir shunday, shuning uchun ingliz tiliga o'tish hech bo'lmaganda referatlar va attestatsiyalar darajasida aniq edi, shunda oddiy G'arb olimlari bu tezislarni o'qishlari, fikr bildirishlari, baholashlari mumkin edi. bizning botqog'imizdan chiq, Aks holda, hammasi butunlay botib ketadi, hech kim qaerdan bilmaydi va to'liq uyat bo'lib qoladi. Bu allaqachon ko'p jihatdan sodir bo'lmoqda, ammo biz qandaydir tarzda bu botqoqdan chiqishga harakat qilishimiz kerak.
Boris Dolgin: Hech qanday hid bo'lmasligi uchun shamollatish teshiklarini oching.
Aleksey Bobrovskiy: Hech bo'lmaganda ventilyatsiya qilishni boshlang.
Boris Dolgin: Yaxshi. Rahmat. Bu optimistik retsept. Darhaqiqat, sizning traektoriyangiz barcha pessimizmlarga qaramay, optimizmni ilhomlantiradi.
Aleksey Bobrovskiy: Biz ma'ruzaning asosiy g'oyasi suyuq kristallarning naqadar go'zal va qiziqarli ekanligini sizga ko'rsatish ekanligidan yana bir bor chetga chiqdik. Umid qilamanki, men aytgan hamma narsa qiziqish uyg'otadi. Endi siz birinchi navbatda suyuq kristallar haqida juda ko'p ma'lumotlarni topishingiz mumkin. Ikkinchidan, har qanday sharoitdan qat'iy nazar, olimlar doimo mavjud bo'ladi, ilmiy taraqqiyotni hech narsa to'xtata olmaydi, bu ham nekbinlikni ilhomlantiradi va tarix shuni ko'rsatadiki, ilm-fanni olg'a siljitadigan odamlar doimo bor, ular uchun fan hamma narsadan ustundir.
"Ommaviy ma'ruzalar" sikllarida Polit.ru "va" "Polit.ua" ommaviy ma'ruzalari:
- Leonard Polishchuk. Pleystotsen oxirida yirik hayvonlar nima uchun nobud bo'ldi? Makroekologiya nuqtai nazaridan javob
- Miroslav Marinovich. Gulagning ma'naviy tarbiyasi
- Kirill Eskov. Evolyutsiya va avtokataliz
- Mixail Sokolov. Ilmiy samaradorlik qanday boshqariladi. Buyuk Britaniya, Germaniya, Rossiya, AQSh va Fransiya tajribasi
- Oleg Ustenko. Tugallanmagan inqiroz hikoyasi
- Grigoriy Sapov. kapitalistik manifest. L. fon Mizesning “Inson faoliyati” kitobining hayoti va taqdiri
- Aleksandr Irvanets. Shunday ekansiz, yozuvchi amaki!
- Vladimir Katanaev. Saratonga qarshi dori vositalarini ishlab chiqishga zamonaviy yondashuvlar
- Vaxtang Kipiani. Ukrainada davriy samizdat. 1965-1991 yillar
- Vitaliy Naishul. Madaniyatni cherkov tomonidan qabul qilinishi
- Nikolay Kaverin. Insoniyat tarixidagi gripp pandemiyasi
- Aleksandr Filonenko. Universitetdagi ilohiyot: qaytishmi?
- Aleksey Kondrashev. Evolyutsion inson biologiyasi va sog'lig'ini muhofaza qilish
- Sergey Gradirovskiy. Zamonaviy demografik muammolar
- Aleksandr Kislov. Iqlim o'tmish, hozirgi va kelajak
- Aleksandr Auzan, Aleksandr Pasxaver. Iqtisodiyot: ijtimoiy cheklovlar yoki ijtimoiy zaxiralar
- Konstantin Popadin. Sevgi va zararli mutatsiyalar yoki nega tovusning uzun dumi bor?
- Andrey Ostalskiy. Zamonaviy dunyoda so'z erkinligiga bo'lgan muammolar va tahdidlar
- Leonid Ponomarev. Insonga qancha energiya kerak?
- Jorj Niva. Zulmatni tarjima qiling: madaniyatlar o'rtasidagi aloqa usullari
- Vladimir Gelman. Zamonaviy Rossiyada submilliy avtoritarizm
- Vyacheslav Lixachev. Ukrainada qo'rquv va nafrat
- Evgeniy Gontmaxer. Rossiyani modernizatsiya qilish: INSORning pozitsiyasi
- Donald Budro. Xususiy manfaatlar xizmatida monopoliyaga qarshi siyosat
- Sergey Enikolopov. Zo'ravonlik psixologiyasi
- Vladimir Kulik. Ukrainaning til siyosati: hokimiyatning harakatlari, fuqarolarning fikrlari
- Mixail Blinkin. Hayot uchun qulay shaharda transport
- Aleksey Lidov, Gleb Ivakin. Qadimgi Kievning muqaddas maydoni
- Aleksey Savvateev. Iqtisodiyot qayerga ketmoqda (va bizni yetaklaydi)?
- Andrey Portnov. Tarixchi. Fuqaro. Davlat. Millat qurish tajribasi
- Pavel Plechov. Vulkanlar va vulkanologiya
- Natalya Vysotskaya. Madaniy plyuralizm kontekstida zamonaviy AQSh adabiyoti
- Aleksandr Auzan bilan suhbat. Rus tilida modernizatsiya nima
- Andrey Portnov. Ukrainada tarix bilan mashg'ulotlar: natijalar va istiqbollar
- Aleksey Lidov. Muqaddas kosmosdagi ikona va ikona
- Efim Rachevskiy. Maktab ijtimoiy lift sifatida
- Aleksandra Gnatyuk. Urushlararo davrni Polsha-Ukraina tushunishining me'morlari (1918-1939)
- Vladimir Zaxarov. Tabiatda va laboratoriyada ekstremal to'lqinlar
- Sergey Neklyudov. Adabiyot an'ana sifatida
- Yakov Gilinskiy. Taqiqdan tashqari: kriminologning nuqtai nazari
- Daniel Aleksandrov. O'tish davridagi postsovet jamiyatlaridagi o'rta qatlamlar
- Tatyana Nefedova, Aleksandr Nikulin. Qishloq Rossiya: fazoviy siqilish va ijtimoiy qutblanish
- Aleksandr Zinchenko. Xarkovdan tugmalar. Ukraina Katyn haqida biz eslay olmagan hamma narsa
- Aleksandr Markov. Yaxshilik va yomonlikning evolyutsion ildizlari: bakteriyalar, chumolilar, odam
- Mixail Favorov. Vaksinalar, emlash va ularning aholi salomatligidagi ahamiyati
- Vasiliy Zagnitko. Yerning vulqon va tektonik faolligi: sabablari, oqibatlari, istiqbollari
- Konstantin Sonin. Moliyaviy inqiroz iqtisodiyoti. Ikki yildan keyin
- Konstantin Sigov. Haqiqatni kim izlaydi? "Yevropa falsafa lug'ati"?
- Mikola Ryabchuk. Ukrainadagi postkommunistik o'zgarishlar
- Mixail Gelfand. Bioinformatika: probirka va kompyuter o'rtasidagi molekulyar biologiya
- Konstantin Severinov. Bakteriyalarda irsiyat: Lamarkdan Darvingacha va orqaga
- Mixail Chernish, Elena Danilova. Shanxay va Sankt-Peterburgdagi odamlar: buyuk o'zgarishlar davri
- Mariya Yudkevich. Men tug'ilgan joyda menga yordam berdim: universitetlarning kadrlar siyosati
- Nikolay Andreev. Matematik tadqiqotlar - an'ananing yangi shakli
- Dmitriy Bak. "Zamonaviy" rus adabiyoti: kanonni o'zgartirish
- Sergey Popov. Astrofizikadagi farazlar: nega qorong'u materiya NUJdan yaxshiroq?
- Vadim Skuratovskiy. O'tgan asrning 60-70-yillaridagi Kiev adabiy muhiti
- Vladimir Dvorkin. Rossiya va Amerikaning strategik qurollari: qisqartirish muammolari
- Aleksey Lidov. Vizantiya afsonasi va Evropa o'ziga xosligi
- Natalya Yakovenko. Ukraina tarixi bo'yicha yangi darslik tushunchasi
- Andrey Lankov. Sharqiy Osiyoda modernizatsiya, 1945-2010 yillar
- Sergey Sluch. Nima uchun Stalinga Gitler bilan tajovuz qilmaslik shartnomasi kerak edi
- Guzel Ulumbekova. Rossiya sog'liqni saqlash islohotlaridan saboqlar
- Andrey Ryabov. Oraliq natijalar va postsovet o'zgarishlarining ayrim xususiyatlari
- Vladimir Chetvernin. Libertarizmning zamonaviy huquqiy nazariyasi
- Nikolay Dronin. Global iqlim o'zgarishi va Kioto protokoli: o'n yillik natijalari
- Yuriy Pivovarov. Rossiya siyosiy madaniyatining tarixiy ildizlari
- Yuriy Pivovarov. Rossiya siyosiy madaniyatining evolyutsiyasi
- Pavel Pechenkin. Hujjatli kino gumanitar texnologiya sifatida
- Vadim Radaev. Savdoda inqilob: hayot va iste'molga ta'siri
- Alek Epshteyn. Nega birovning dardi og'rimaydi? Isroil va Rossiyada xotira va unutish
- Tatyana Chernigovskaya. Biz qanday fikrdamiz? Ko'p tillilik va miyaning kibernetikasi
- Sergey Aleksashenko. Inqiroz yili: nima bo'ldi? nima qilinadi? nima kutish kerak?
- Vladimir Pastuxov. O'zaro itarish kuchi: Rossiya va Ukraina - bir xil o'zgarishlarning ikkita versiyasi
- Aleksandr Yuriev. Rossiyada inson kapitali psixologiyasi
- Andrey Zorin. Gumanitar ta'lim uchta milliy ta'lim tizimida
- Vladimir Plungyan. Nima uchun zamonaviy tilshunoslik korpus tilshunosligi bo'lishi kerak
- Nikita Petrov. Stalin rejimining jinoiy tabiati: huquqiy asoslar
- Andrey Zubov. Plyuralistik davlatchilikka qaytishning Sharqiy Yevropa va postsovet yo‘llari
- Viktor Vaxshtein. Sotsiologizmning yakuni: fan sotsiologiyasining istiqbollari
- Evgeniy Onishchenko. Fanni raqobatbardosh qo'llab-quvvatlash: bu Rossiyada qanday sodir bo'ladi
- Nikolay Petrov. Rossiya siyosiy mexanikasi va inqirozi
- Aleksandr Auzan. Ijtimoiy shartnoma: 2009 yildagi ko'rinish
- Sergey Guriev. Inqiroz jahon iqtisodiyoti va iqtisodiy fanni qanday o'zgartiradi
- Aleksandr Aseev. Akademigorodoks zamonaviy Rossiyada fan, ta'lim va innovatsiya markazlari sifatida
Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi
Qozon (Volga viloyati) Federal universiteti
Kimyo instituti. A. M. Butlerova
Anorganik kimyo kafedrasi
Mavzusida insho:
« Suyuq kristall polimerlar»
Ish tugallandi
714-guruh talabasi
Hikmatova G.Z.
Ishni tekshirdi
Ignatieva K.A.
Qozon-2012.
Kirish……………………………………………………………………………..3
1. Suyuq kristallar…………………………………………………………….
1.1.Kashfiyot tarixi……………………………………………………………………4
1.2. Kristal fazaning turlari………………………………………………….7
1.3.Suyuq kristallarni o‘rganish usullari………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….11.
2. Suyuq kristall polimerlar…………………………………………….13
2.1. LC polimerlarining molekulyar konstruksiyalash tamoyillari……………14
2.2. Suyuq kristall polimerlarning asosiy turlari…………………….18
2.3. LC polimerlarining tuzilishi va xossalari..………………….….20
2.4. Qo'llash sohalari………………………………………………………
2.4.1.Elektr maydonini boshqarish - yupqa plyonkali optik materiallarni olish usuli………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………
2.4.2 Xolesterik LC polimerlari - spektral-zonal filtrlar va doiraviy polarizatorlar…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….23
2.4.3.LC polimerlari axborotni yozib olish uchun boshqariladigan optik faol vosita sifatida……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2.4.4 O'ta kuchli tolalar va o'z-o'zidan mustahkamlangan plastmassalar …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….25
Foydalanilgan adabiyotlar……………………………………………………28
Ilova.
Kirish.
1980-yillar polimer fanida yangi soha - suyuq kristall polimerlar kimyosi va fizikasining paydo bo'lishi va jadal rivojlanishi bilan ajralib turdi. Sintetik kimyogarlar, nazariy fiziklar, klassik fizik kimyogarlar, polimer olimlari va texnologlarini birlashtirgan ushbu soha jadal rivojlangan yangi yo'nalishga aylandi, bu juda tez kuchli kimyoviy tolalarni yaratishda amaliy muvaffaqiyatlarga olib keldi va bugungi kunda e'tiborni jalb qilmoqda. optiklar va mikroelektronika mutaxassislari. Ammo asosiy narsa bu ham emas, balki polimerlar va polimer tizimlaridagi suyuq kristall holat nafaqat juda keng tarqalgan - bugungi kunda yuzlab polimer suyuq kristallari tasvirlangan - balki barqaror muvozanatni ham ifodalaydi. polimer jismlarining fazaviy holati.
Bunda hatto paradoks ham bor. 1988 yil avstriyalik botanik F.Reynitser tomonidan birinchi suyuq kristalli modda, xolesterilbenzoat tavsiflanganiga 100 yil to'ldi. O'tgan asrning 30-yillarida past molekulyar organik suyuq kristallar fizikasi ishlab chiqildi va 60-yillarda dunyoda bu kristallar asosidagi millionlab qurilmalar allaqachon ishlamoqda. Biroq, 60-70-yillarda ko'pchilik polimer olimlari, masalan, xolesterik tipdagi termotropik suyuq kristalli polimerlarning mavjudligini tasavvur qila olmadilar va umuman bunday tizimlar atipik makromolekulyar ob'ektlarning ekzotik vakillari bo'lib tuyuldi. Va aslida, so'nggi yillarda ma'lumotlarning o'ziga xos "portlashi" sodir bo'ldi va bugungi kunda har oyda o'nlab marta sintezlanadigan liotrop va termotropik suyuq kristalli polimerlar hech kimni ajablantirmaydi.
Bu ishimda suyuq kristall holati qachon va qanday kashf etilganligi, suyuq kristallarning boshqa jismlarga nisbatan o‘ziga xosligi nimada, suyuq kristall polimerlar va ular nima uchun qiziqarli va diqqatga sazovor ekanligi haqida gapirmoqchi bo‘ldim.
suyuq kristallar.
Ko'pgina moddalar faqat uchta agregat holatida bo'lishi mumkin: qattiq, suyuq va gazsimon. Moddaning haroratini o'zgartirib, uni bir holatdan ikkinchi holatga ketma-ket o'tkazish mumkin. Odatda, kristallar va amorf jismlarni o'z ichiga olgan qattiq jismlarning tuzilishi ko'rib chiqildi. Kristallarning o'ziga xos xususiyati uzoq masofali tartibning mavjudligi va ulardagi xususiyatlarning anizotropiyasi (simmetriya markazi bo'lgan kristallardan tashqari). Amorf qattiq jismlarda faqat qisqa masofali tartib mavjud va natijada ular izotropdir. Qisqa masofali tartib suyuqlikda ham mavjud, ammo suyuqlik juda past viskoziteye ega, ya'ni suyuqlikka ega.
Materiyaning ushbu uchta agregat holatiga qo'shimcha ravishda, deb ataladigan to'rtinchisi mavjud suyuq kristall. U qattiq va suyuq moddalar o'rtasida oraliq bo'lib, u ham deyiladi mezomorfik holat. Bu holatda murakkab tayoqcha yoki disk shaklidagi molekulalarga ega bo'lgan juda ko'p miqdordagi organik moddalar bo'lishi mumkin. Shu bilan birga, ular chaqiriladi suyuq kristallar yoki mezofaza.
Bu holatda modda kristalning ko'pgina xususiyatlariga ega, xususan, u mexanik, elektr, magnit va optik xususiyatlarning anizotropiyasi bilan tavsiflanadi va ayni paytda ular suyuqlik xususiyatlariga ega. Suyuqlik kabi, ular oqadi va ular joylashtirilgan idishning shaklini oladi.
Umumiy xususiyatlariga ko'ra, LClarni ikkita katta guruhga bo'lish mumkin. Harorat o'zgarganda hosil bo'ladigan suyuq kristallar deyiladi termotropik. Konsentratsiyasi o'zgarganda eritmalarda paydo bo'ladigan suyuq kristallar deyiladi liotropik.
1.1. Suyuq kristallar 1888 yilda kashf etilgan. Avstriyalik botanika professori F. Reynitser xolesterin va benzoy kislotasining efiri bo'lgan xolesterilbenzoat tomonidan sintez qilingan yangi moddani o'rganishda.
U 145° ga qizdirilganda kristall faza (oq kukun) gʻalati loyqa suyuqlikka oʻtishini, 179° gacha qizdirilganda esa oddiy shaffof suyuqlikka oʻtish kuzatilishini aniqladi. U bu moddani tozalashga harakat qildi, chunki u sof xolesteril benzoatga ega ekanligiga ishonchi komil emas edi, ammo shunga qaramay, bu ikki fazali o'tish takrorlandi. U ushbu moddaning namunasini do'sti fizik Otto fon Lemanga yubordi. Leman oddiy kristallarni, shu jumladan teginish uchun yumshoq bo'lgan plastik kristallarni o'rganish bilan shug'ullangan, ular oddiy qattiq kristallardan farq qiladi. Tadqiqotning asosiy usuli polarizatsiya qiluvchi optik mikroskop edi - bu mikroskop bo'lib, unda yorug'lik polarizatordan o'tadi, moddadan o'tadi, so'ngra analizator orqali - nozik bir modda qatlami orqali. Polarizator va ma'lum bir moddaning kristallari analizatori orasiga qo'yilganda, to'qimalarni - turli kristall moddalar uchun xarakterli rasmlarni ko'rish va shu bilan kristallarning optik xususiyatlarini o'rganish mumkin. Shunday bo'ldiki, Otto fon Lemanga oraliq holat, aldanishning sababi nima ekanligini tushunishga yordam berdi. Otto fon Leman kristall moddalar, kristallarning barcha xossalari faqat molekulalarning shakliga bog'liq ekaniga, ya'ni ularning bu kristalda qanday joylashganligi muhim emas, molekulalarning shakli muhim ekanligiga jiddiy ishonch hosil qilgan. Suyuq kristallar bo'lsa, u to'g'ri bo'lib chiqdi - molekulalarning shakli suyuq kristall fazani (asosan molekulalarning shakli) hosil qilish qobiliyatini aniqlaydi. 1888 yilda Reynitser shunday kristallar borki, ularning yumshoqligi ularni suyuq deb atash mumkin, deb yozgan edi, keyin Leman suyuq kristallar haqida maqola yozdi, aslida u atamani yaratdi. suyuq kristallar. Suyuq kristallar juda ko'p va biologik jarayonlarda muhim rol o'ynashi aniqlandi. Ular, masalan, miyaning bir qismi, mushak to'qimalari, nervlar, membranalar. Ikki, ma'lum ma'noda qarama-qarshi so'zlar - "suyuqlik" va "kristal" ning birgalikda ishlatilishiga asoslangan "suyuq kristallar" atamasi, fransuz fizigi J.Fridel tomonidan kiritilgan "mezofaz" atamasi yaxshi ildiz otgan. Yunoncha "mesos" (oraliq) so'zidan olingan F. Reynitser kashf qilinganidan keyin o'ttiz yil o'tib, aftidan, to'g'riroq. Bu moddalar kristall va suyuqlik o'rtasidagi oraliq faza bo'lib, qattiq faza erishi paytida paydo bo'ladi va keyinchalik qizdirilganda oddiy suyuqlikka aylanmaguncha ma'lum bir harorat oralig'ida mavjud. Muhim tarixiy epizod: 20-30-yillarda sovet fizigi Frederiks suyuq kristallarning optik xususiyatlariga turli magnit va elektr maydonlarining ta'sirini o'rganib chiqdi va u suyuq kristallardagi molekulalarning yo'nalishi juda oson o'zgarishini aniqladi. tashqi maydonlarning ta'siri va bu maydonlar juda zaif va o'zgarishlar juda tez. 60-yillarning oxiridan boshlab suyuq kristall tizimlarni, suyuq kristall fazalarni o'rganishda jadallik boshlandi va bu ular ulardan qanday foydalanishni o'rganishlari bilan bog'liq. Dastlab, an'anaviy elektron raqamli soatlardagi ma'lumotlarni ko'rsatish tizimlari uchun, keyin kalkulyatorlarda va kompyuter texnologiyalarining paydo bo'lishi bilan displeylarni tayyorlash uchun suyuq kristallardan faol foydalanish mumkinligi aniq bo'ldi. Tabiiyki, bunday texnologik sakrash suyuq kristallarni fundamental fan nuqtai nazaridan o'rganishni rag'batlantirdi, ammo shuni ta'kidlash kerakki, suyuq kristallar bilan bog'liq ilmiy kashfiyotlar o'rtasida qanchalik katta vaqt oralig'i mavjud. Darhaqiqat, odamlar qiziqish tufayli ularga qiziqib qolishgan, utilitar qiziqish yo'q edi, ulardan foydalanishni hech kim bilmas edi, bundan tashqari, o'sha yillarda (20-30-yillarda) nisbiylik nazariyasi ancha qiziqroq edi. Aytgancha, Fridrix Sovet Ittifoqida nisbiylik nazariyasini ommalashtirgan, keyin u qatag'on qilingan va lagerlarda vafot etgan. Darhaqiqat, suyuq kristallar kashf etilganidan beri, ulardan qanday foydalanishni o'rganmaguncha, 80 yil o'tdi.
1.2. Suyuq kristallarni o'rganish jarayonida moddalarning to'rtinchi agregatsiya holatining fizik sabablari aniqlandi. Asosiysi, molekulalarning sharsimon bo'lmagan shakli. Bu moddalardagi molekulalar bir yo'nalishda cho'zilgan yoki disk shaklida bo'ladi. Bunday molekulalar ma'lum bir chiziq bo'ylab yoki tanlangan tekislikda joylashgan. Kristal fazaning uchta asosiy turi mavjud: nematik(yunoncha "nema" so'zidan - ip), smektik(yunoncha "smegma" - sovun so'zidan), xolesterik.
Nematik suyuq kristallarda molekulalarning massa markazlari suyuqlikdagi kabi tasodifiy joylashadi va harakat qiladi va molekulalarning o'qlari paralleldir. Shunday qilib, uzoq masofali tartib faqat molekulalarning yo'nalishiga nisbatan mavjud. Aslida, nematik molekulalar nafaqat translatsiya harakatlari, balki orientatsion tebranishlarni ham bajaradi. Shuning uchun molekulaning qat'iy parallelligi yo'q, lekin o'rtacha orientatsiya ustunlik qiladi (7.19-rasm).Orientatsion tebranishlarning amplitudasi haroratga bog'liq. Haroratning oshishi bilan orientatsiyada parallelizmdan ko'proq og'ishlar paydo bo'ladi va fazalar o'tish nuqtasida molekulalarning yo'nalishi xaotik bo'ladi. Bunda suyuq kristall oddiy suyuqlikka aylanadi.
Amaliy qo'llanmalar uchun eng katta qiziqish xona haroratida nematik mezofazada mavjud bo'lgan moddalardir. Hozirgi vaqtda turli moddalarning aralashmalarini tayyorlash orqali nematiklar -20 dan +80 darajagacha va hatto undan ham kengroq harorat oralig'ida olinadi.
Suyuq kristallarda orientatsiya tartibini tavsiflash uchun odatda ikkita parametr kiritiladi: direktor va orientatsiya tartibi darajasi, tartib parametri deb ham ataladi. Direktor I birlik vektori bo'lib, uning yo'nalishi molekulalarning uzun o'qlarining o'rtacha yo'nalishi yo'nalishiga to'g'ri keladi. Nematik suyuq kristallarda rejissyor optik o'qning yo'nalishiga to'g'ri keladi. I vektor fenomenologik jihatdan molekulalarning joylashishidagi uzoq masofali tartibni xarakterlaydi. U faqat molekulalarning orientatsiya yo'nalishini aniqlaydi, lekin mezofazaning tartiblanishi qanchalik mukammal ekanligi haqida hech qanday ma'lumot bermaydi. Uzoq masofali orientatsiya tartibining o'lchovi buyurtma parametri S, quyidagicha aniqlanadi: S=1/2(3 ² θ -1) (*), qaerda θ - alohida molekulaning o'qi va suyuq kristall direktori orasidagi burchak. O'rtacha (*) molekulalarning butun ansambli bo'yicha amalga oshiriladi. S=1 qiymati to'liq orientatsiya tartibiga, ya'ni ideal suyuq kristallga mos keladi, S=0 esa to'liq orientatsiya buzilishini bildiradi va izotrop suyuqlikka o'tgan nematikga mos keladi.
Xolesterik suyuq kristallar Ular xolesterin nomini oladi, chunki ko'p hollarda ular xolesterin esterlaridir. Shu bilan birga, xolesterin efirlaridan tashqari, bir qator boshqa moddalar xolesterik mezofazani hosil qiladi. Xolesterik hosil qiluvchi barcha birikmalarning molekulalari turli atomlar yoki atomlar guruhlari bilan to'rtta kovalent aloqa bilan bog'langan assimetrik uglerod atomini o'z ichiga oladi. Bunday molekulalarni xuddi chap va o'ng qo'llar kabi oddiy superpozitsiya bilan o'zlari bilan birlashtirib bo'lmaydi. Ular chaqiriladi chiral molekulalar (qadimgi yunoncha "vorisi" - qo'ldan).
Xiral molekulalardan tashkil topgan xolesterik suyuq kristallar tuzilish jihatidan nematikaga o'xshash, ammo asosiy farqga ega. Bu, nematikdan farqli o'laroq, xolesterik molekulalarning bir xil yo'nalishi energetik jihatdan noqulay ekanligidan iborat. Xiral xolesterik molekulalar bir-biriga parallel ravishda nozik bir qatlamda joylashtirilishi mumkin, ammo qo'shni qatlamda molekulalar qandaydir burchak ostida aylantirilishi kerak. Bunday holatning energiyasi bir xil yo'nalishga qaraganda kamroq bo'ladi. Har bir keyingi qatlamda qatlam tekisligida yotgan direktor I yana kichik burchak orqali aylanadi. Shunday qilib, xolesterik suyuq kristallda molekulalarning spiral tartibi yaratiladi (7.20-rasm). Ushbu spirallar chap yoki o'ng bo'lishi mumkin. Qo'shni qatlamlarning I vektorlari orasidagi burchak a burchagi odatda to'liq burilishning yuzdan bir qismidir, ya'ni. a≈1®. Bunday holda, xolesterik spiralning qadami R bir necha ming angstrom bo'lib, spektrning ko'rinadigan qismidagi yorug'lik to'lqin uzunligi bilan solishtirish mumkin. Nematik suyuq kristallarni cheksiz katta spiral qadamiga (R→∞) ega bo'lgan xolesterik suyuq kristallarning alohida holati sifatida ko'rish mumkin. Molekulalarning spiral tartibini spiral o'qiga perpendikulyar qo'llaniladigan elektr yoki magnit maydon yo'q qilishi mumkin.
Smektik suyuq kristallar nematik va xolesteriklarga qaraganda ko'proq tartiblangan. Ular ikki o'lchovli kristallarga o'xshaydi. Nematikadagi tartiblanishga o'xshash molekulalarning orientatsion tartiblanishidan tashqari, molekulalarning massa markazlarining qisman tartiblanishi ham mavjud. Bunday holda, har bir qatlamning direktori endi xolesteriklarda bo'lgani kabi qatlam tekisligida yotmaydi, balki u bilan burchak hosil qiladi.
Qatlamlardagi molekulalarning joylashish xususiyatiga qarab, smektik suyuq kristallar ikki guruhga bo'linadi: tuzilmaviy bo'lmagan smektikalar Va strukturaviy qatlamlarga ega smektikalar.
IN strukturaviy bo'lmagan qatlamli smektik suyuq kristallar qatlamlardagi molekulalarning massa markazlari suyuqlikdagi kabi tasodifiy joylashgan. Molekulalar qatlam bo'ylab juda erkin harakatlanishi mumkin, ammo ularning massa markazlari bir xil tekislikda joylashgan. Smektik deb ataladigan bu samolyotlar bir-biridan bir xil masofada joylashgan bo'lib, taxminan molekula uzunligiga teng. Shaklda. 7.21 a shunday smektikada molekulalarning joylashishini ko'rsatadi. Rasmda ko'rsatilgan smektik suyuq kristall uchun rejissyor I va tekislikka normal n yo'nalish bo'yicha mos keladi. Boshqacha aytganda, molekulalarning uzun o'qlari smektik qatlamlarga perpendikulyar. Bunday suyuq kristallar smektikalar deb ataladi A. Anjirda. 7.21b da strukturaviy bo'lmagan qatlamlari bo'lgan smektika ko'rsatilgan bo'lib, unda rejissyor qatlamga normal bo'ylab yo'naltirilmaydi, balki u bilan ma'lum bir burchak hosil qiladi.Molekulalarning bunday joylashuviga ega bo'lgan suyuq kristallar smektikalar deb ataladi C. Bir qator smektik suyuqliklarda. kristallar, A va C smektikalariga qaraganda murakkabroq tartib mavjud. Bunga misol smektik F, tartib tafsilotlari hali to'liq tushunilmagan.
IN strukturaviy qatlamlarga ega smektikalar biz allaqachon uch o'lchovli statistik tartib bilan shug'ullanmoqdamiz. Bu erda molekulalarning massa markazlari ham smektik qatlamlarda yotadi, lekin ikki o'lchovli panjara hosil qiladi. Biroq, kristalli moddalardan farqli o'laroq, qatlamlar bir-biriga nisbatan erkin siljishi mumkin (boshqa smektikalarda bo'lgani kabi!). Qatlamlarning bu erkin siljishi tufayli barcha smektiklar teginish uchun sovun his qiladilar. Shuning uchun ularning nomi (yunoncha "smegma" so'zi sovun).Bir qator smektikalarda molekulalarning massa markazlarining tartibi B smektikasi bilan bir xil, ammo direktor I va normal orasidagi burchakka ega. qatlamlarga n noldan farq qiladi. Bunday holda, psevdogeksagonal monoklinik tartib hosil bo'ladi. Bunday smetikalar H smetikalar deb ataladi.Tana markazlashgan panjarali kubik tuzilishga yaqin bo'lgan D smetikalari ham bor. Yangi sintez qilingan suyuq kristallar orasida nematiklar, xolesteriklar va smektikalar bilan bog'liq bo'lmaganlar ham bor. Ular odatda ekzotik mezofazalar deb ataladi. Bularga, masalan, intensiv o'rganilayotgan disk shaklidagi suyuq kristallar yoki diskotikalar kiradi.
1.3. Polarizatsiya mikroskopiyasi suyuq kristallarni o'rganishning birinchi usuli hisoblanadi, ya'ni tadqiqotchi kesib o'tgan polarizatorlarning qutblanish mikroskopida kuzatayotgan rasmdan qanday mezofaza, qanday turdagi suyuq kristall faza hosil bo'lganligini aniqlash mumkin. Bu molekulalari faqat orientatsion tartibni tashkil etuvchi nematik faza uchun odatiy rasm. Smektik faza shunday ko'rinadi. Shunday qilib, siz bularning barchasining masshtabini tasavvur qilasiz, ya'ni u molekulyar shkaladan ancha katta: rasmning kengligi yuzlab mikron, ya'ni ko'rinadigan yorug'lik to'lqin uzunligidan ancha katta makroskopik rasmdir. Va bunday rasmlarni tahlil qilib, qanday tuzilish borligini aniqlash mumkin. Tabiiyki, ushbu mezofazalarning tuzilishi va ba'zi strukturaviy xususiyatlarini aniqlashning aniqroq usullari mavjud - rentgen nurlanishini tahlil qilish, spektroskopiyaning turli turlari - bu bizga molekulalar qanday va nima uchun u yoki bu tarzda qadoqlanganligini tushunishga imkon beradi.
Xolesterik mezofaza shunday ko'rinadi - odatiy rasmlardan biri.
Harorat o'zgarganda, sinishi o'zgarishi kuzatiladi, shuning uchun ranglar o'zgaradi, biz o'tishga yaqinlashamiz - va izotrop eritmaga o'tish kuzatiladi, ya'ni hamma narsa qorayadi, kesishgan polarizatorlarda qorong'u rasm ko'rinadi.
suyuq kristall polimerlar.
Suyuq kristall (LC) polimerlar ma'lum sharoitlarda (harorat, bosim, eritmadagi konsentratsiya) LC holatiga o'tishga qodir bo'lgan yuqori molekulyar birikmalardir. Polimerlarning LC holati amorf va kristall holatlar o'rtasida oraliq pozitsiyani egallagan muvozanat fazasi holatidir, shuning uchun uni ko'pincha mezomorf yoki mezofaza (yunoncha mesos - oraliq) deb ham atashadi. Mezofazaning xarakterli xususiyatlari makromolekulalar (yoki ularning qismlari) joylashuvida orientatsion tartibning mavjudligi va tashqi ta'sirlar bo'lmaganda fizik xususiyatlarning anizotropiyasidir. Shuni ta'kidlash kerakki, LC fazasi o'z-o'zidan paydo bo'ladi, shu bilan birga polimerdagi orientatsiya tartibini makromolekulaning yuqori anizodiametriyasi (assimetriyasi) tufayli namunani oddiygina cho'zish orqali osongina kiritish mumkin.
Agar polimerlar issiqlik ta'siri (isitish yoki sovutish) natijasida LC holatiga yoki mezofazaga o'tsa, ular termotropik LC polimerlari deb ataladi, agar LC fazasi polimerlarning ma'lum erituvchilarda erishi natijasida hosil bo'lsa, ular liotrop LC polimerlari deb ataladi.
Polimerlar tomonidan mezofaza hosil bo'lish imkoniyatini bashorat qilgan birinchi olimlar V.A. Kargin va P.Flori.
Ma'ruza 4/1
Mavzu. Polimerlarning fizik holatlari. Kristalli, amorf va suyuq kristalli polimerlar.
Farqlash agregat va bosqichi polimer holatlari.
Polimerlar mavjud ikkita umumiy holatda: qattiq Va suyuqlik. Makromolekulalarning katta o'lchamlari tufayli molekulalararo o'zaro ta'sirning juda yuqori kuchlari tufayli polimerlar uchun uchinchi agregatsiya holati - gazsimon holat mavjud emas.
IN qattiq Agregatsiya holatida polimerlar molekulalarning yuqori qadoqlash zichligi, ma'lum shakl va hajmdagi jismlarning mavjudligi va ularni saqlab qolish qobiliyati bilan tavsiflanadi. Agar molekulalararo o'zaro ta'sir energiyasi molekulalarning issiqlik harakati energiyasidan oshsa, qattiq holat amalga oshiriladi.
IN suyuqlik agregatsiya holati makromolekulalarning yuqori qadoqlash zichligini saqlaydi. U ma'lum hajm, ma'lum bir shakl bilan tavsiflanadi. Biroq, bu holatda, polimer bu shaklni saqlab qolish uchun ozgina qarshilikka ega. Shunung uchun
polimer idish shaklini oladi.
Ikkita yig'ilish holatida mavjud termoplastik eriydigan polimerlar. Bularga ko'plab chiziqli va tarvaqaylab ketgan polimerlar - polietilen, polipropilen, poliamidlar, politetrafloroetilen va boshqalar kiradi.
To'r polimerlar, shuningdek, qizdirilganda tarmoq tuzilishiga ega bo'lgan chiziqli va tarmoqlangan polimerlar faqat mavjud. qattiq holat.
Makromolekulalar joylashuvining tartib darajasiga qarab, polimerlar uch xil bo'lishi mumkin. faza holatlari: kristalli, suyuq kristall Va amorf.
kristalli davlat xarakterlanadi zarrachalarni joylashtirishda uzoq masofali tartib , ya'ni zarrachalarning o'zidan yuzlab va minglab marta kattaroq tartibda.
suyuq kristall kristall va amorf o'rtasidagi oraliq holat.
amorf faza holati xarakterlanadi qisqa muddatli buyurtma dispozitsiyada zarralar , ya'ni zarracha o'lchamlari bilan taqqoslanadigan masofalarda kuzatilgan tartib.
Polimerlarning kristall holati
Polimerlarning kristall holati makromolekulalar birliklari uch o'lchamli uzoq masofali tartibli tuzilmalarni hosil qilishi bilan tavsiflanadi. Ushbu tuzilmalarning o'lchami bir necha mikrondan oshmaydi; ular odatda chaqiriladi kristallitlar . Past molekulyar og'irlikdagi moddalardan farqli o'laroq, polimerlar hech qachon to'liq kristallanmaydi, kristallitlar bilan bir qatorda ular amorf hududlarni (tartibsiz tuzilishga ega) saqlaydi. Shuning uchun kristall holatdagi polimerlar deyiladi amorf-kristalli yoki qisman kristalli. Namunadagi kristall hududlarning hajm miqdori deyiladi kristallik darajasi . U turli xil tuzilishga sezgir usullar bilan miqdoriy hisoblanadi. Ulardan eng keng tarqalganlari: zichlikni o'lchash, rentgen nurlari diffraktsiya usuli, IQ spektroskopiyasi, NMR. Ko'pgina polimerlar uchun kristallanish darajasi makromolekulalar tuzilishiga va kristallanish sharoitlariga qarab 20 dan 80% gacha.
Kristallitlarning morfologiyasi va ularning birikish turi aniqlanadi kristallanish usuli . Shunday qilib, suyultirilgan eritmalardan sekin kristallanish paytida past molekulyar og'irlikdagi erituvchilarda (konsentratsiyasi ~ 0,01%), kristallitlar to'g'ri tekislangan bitta qirrali plitalardir ( lamellar ), ular makromolekulaning "o'ziga" buklanishidan hosil bo'ladi (1-rasm).
1-rasm. Buklangan makromolekulyar qatlamli kristall tuzilishi sxemasi
svarka-ma'lumot/com
Lamellalarning qalinligi odatda 10-15 nm bo'lib, burmaning uzunligi bilan belgilanadi va ularning uzunligi va kengligi juda katta farq qilishi mumkin. Bunda makromolekulaning o'qi plastinka tekisligiga perpendikulyar bo'lib chiqadi va plastinka yuzasida ilmoqlar hosil bo'ladi (2-rasm). Katlanuvchi makromolekulalar halqalari yig'ilgan joylar mavjudligi sababli, to'liq kristalli tartib yo'q. Kristallik darajasi, hatto alohida polimer monokristallari uchun ham har doim 100% dan kam (masalan, polietilen uchun 80-90%). Polimer monokristallarining morfologiyasi ularning kristall panjaralarining simmetriyasini aks ettiradi va qalinligi kristallanish haroratiga kuchli bog'liq va bir necha marta o'zgarishi mumkin.
Guruch. 2. Polietilen kristallitlardagi makromolekulalarning burmalari svarka-ma'lumot/com
Lamelli kristallarning degeneratsiyalangan shakli fibrillar kristallari (fibrillalar), ular uzunligi va qalinligi katta nisbati bilan tavsiflanadi (3-rasm). Ular yuzlardan birining imtiyozli o'sishiga yordam beradigan sharoitlarda rivojlanadi, masalan, hal qiluvchi bug'lanishning yuqori tezligi. Fibrillalarning qalinligi odatda 10 -20 nm, uzunligi esa ko'p mikronlarga etadi.
Guruch. 3. b - mikrofibril; c - fibril. Elektronogramma skanerlash. . www. ntmdt. uz
Kristal plitalar eritmadan kristallanishning eng oddiy shaklidir. Kristallanish tezligining oshishi yoki eritma kontsentratsiyasining oshishi yanada murakkab tuzilmalarning paydo bo'lishiga olib keladi: "egizaklar" ning spiral shakllanishi (kristallografik tekislik bo'ylab bog'langan ikkita plastinka), shuningdek turli xil dendritik shakllar, shu jumladan ko'p sonli plitalar, spiral teraslar, "egizaklar" va boshqalar. Konsentratsiyaning yanada oshishi bilan, sferulitlar . Sferulitlar polimerlarning eritmalardan kristallanishi jarayonida ham hosil bo'ladi. Bu polimerlarda kristall shakllanishning eng keng tarqalgan va keng tarqalgan shaklidir.
IN sferulitlar lamellar umumiy markazlardan radial ravishda ajralib chiqadi (4-rasm). Elektron mikroskopik tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, sferulit fibrillasi bir-birining ustiga qo'yilgan va sferulit radiusi bo'ylab o'ralgan ko'plab lamellardan iborat. Diametri bir necha mikrondan bir necha sm gacha bo'lgan sferulitlar kuzatiladi.Blok namunalarida uch o'lchamli sferulitlar, yupqa plyonkalarda esa ikki o'lchovli, tekis bo'lganlar paydo bo'ladi. Blok namunalarning kristallitlarida makromolekulaning bir qismi burmalangan konformatsiyaga ega, ikkinchi qismi esa kristallitdan kristalitga o'tib, ularni bir-biri bilan bog'lab turadi, deb taxmin qilinadi. Ushbu "orqali" zanjirlar va burmalar sferulitlarning amorf qismini tashkil qiladi.
Guruch. 4. Polietilen sebakatning halqali sferulitlari
Xuddi shu polimer, kristallanish sharoitiga qarab, hosil bo'lishi mumkin sferulitlar turli xil ( radial, halqasimon ) (5-rasm). O'ta sovutishning past darajalarida odatda halqa tipidagi sferulitlar, yuqori darajada radial sferulitlar hosil bo'ladi. Misol uchun, polipropilen sferulitlar polimer kristallanadigan kristall modifikatsiyasiga qarab turli xil optik xususiyatlarga va hatto turli erish nuqtalariga ega. O'z navbatida, monoklinik hujayrali polipropilen sferulitlar ham ijobiy, ham salbiy bo'lishi mumkin. Sferulitning ikki sinishi noldan katta bo'lsa, musbat deyiladi. Agar u noldan kichik bo'lsa, u holda sferulit salbiy hisoblanadi.
5-rasm. Sferulitlarning turlari: a - radial, b - halqasimon.
Eritmaning erish haroratiga yaqin bo'lgan haroratda (1 ° C dan yuqori bo'lmagan o'ta sovutish) kristallanishi juda sekin sodir bo'ladi va tekislangan zanjirlardan qurilgan eng mukammal kristalli tuzilmalarning shakllanishiga olib keladi. To'g'rilangan zanjirlar bilan kristallanish mexanizmi amalda kamdan-kam hollarda qo'llaniladi. Buning uchun, eritmani sovutish bilan bir vaqtda, katta stresslarni qo'llash kerak.
Aksariyat polimerlar sferulitlar shaklida kristallanadi. Biroq, bir qator hollarda, ommaviy polimerda faqat qatlamli kristallar guruhlari topiladi. Monkristallar va sferulitlar orasidagi oraliq strukturaviy shakllanishlar ham topilgan. Ko'pincha bu tuzilmalar qirrali va katta - o'nlab mikrongacha. Ma'lum miqdordagi oraliq tuzilmalar mavjudmi yoki turli morfologik shakllar doimiy ravishda bir-biriga o'tadimi yoki yo'qligi hali aniqlanmagan.
Polimerlarning amorf holati
amorf polimerlar kristall tuzilishga ega emas.Polimerlarning bu holati quyidagilar bilan tavsiflanadi:
makromolekulalar joylashuvida uch o'lchovli uzoq masofali tartibning yo'qligi;
makromolekulalar bo'g'inlari yoki segmentlarining joylashishidagi qisqa masofali tartib, ular bir-biridan uzoqlashganda tezda yo'qoladi.
Polimer molekulalari polimerlarning katta yopishqoqligi va molekulalarning katta o'lchamlari tufayli umri juda uzoq bo'lgan "to'dalarni" hosil qiladi. Shuning uchun ba'zi hollarda bunday to'dalar amalda o'zgarishsiz qoladi. IN amorf holati ham bor polimer eritmalari Va polimer jele .
Amorf polimerlar bir fazali bo'lib, paketlarda yig'ilgan zanjir molekulalaridan qurilgan. Paketlar strukturaviy elementlar bo'lib, qo'shni elementlarga nisbatan harakatlana oladi. Ba'zi amorf polimerlarni qurish mumkin sharsimon Globulalar sharsimon zarrachalarga buklangan bir yoki bir nechta makromolekulalardan iborat (6-rasm). Makromolekulyarlarni lasanga yig‘ish imkoniyati ularning yuqori egiluvchanligi va molekulalararo o‘zaro ta’sir kuchlaridan molekula ichidagi o‘zaro ta’sir kuchlarining ustunligi bilan belgilanadi.
6-rasm. Temir kompleksining to'rtta molekulasini o'z ichiga olgan gemoglobinning globulyar shakli
www. krugosvet. uz
Amorf polimerlar, haroratga qarab, issiqlik harakatining tabiati bo'yicha farq qiluvchi uchta holatda bo'lishi mumkin: shishasimon, yuqori elastik Va yopishqoq. Polimerning joylashgan bosqichi uning strukturasining o'zgarishi va chiziqli polimerlarning makromolekulalari orasidagi yopishish kuchlari bilan belgilanadi.
Da past haroratlar amorf polimerlar mavjud shishasimon holat. Molekulalarning segmentlari harakatchanlikka ega emas va polimer amorf holatda oddiy qattiq jism kabi harakat qiladi. Bu holatda, material mo'rt . Yuqori elastik holatdan harorat pasaygan shishasimon holatga o'tish deyiladi vitrifikasiya , va bunday o'tishning harorati shisha o'tish harorati .
yuqori elastik polimerning osongina cho'zilishi va qisqarish qobiliyati bilan tavsiflangan holat etarlicha yuqori haroratlarda , issiqlik harakati energiyasi molekula segmentlarining harakatini keltirib chiqarish uchun etarli bo'lganda, lekin molekulani bir butun sifatida harakatga keltirish uchun hali ham etarli emas. Yuqori elastik holatda polimerlar nisbatan past mexanik kuchlanishlarga ega katta elastik deformatsiya . Misol uchun, kauchuklar deyarli 10 marta cho'zilishi mumkin.
IN yopishqoq holatda, nafaqat segmentlar, balki butun makromolekulaning harakatlanishi mumkin. Polimerlar oqish qobiliyatiga ega bo'ladilar, lekin oddiy suyuqlikdan farqli o'laroq, ularning oqimi doimo yuqori elastik deformatsiyaning rivojlanishi bilan birga keladi. Ushbu holatdagi material, kichik kuchlar ta'sirida, ko'rgazma qaytarilmas plastik deformatsiya , uni texnologik qayta ishlash uchun ishlatilishi mumkin.
Makromolekulyarlarning chiziqli tuzilishi bilan amorf holatdagi polimerlar elastik-qovushqoq jismlar, kuchli fazoviy struktura hosil bo'lganda esa ular yopishqoq elastik jismlardir.
Amorf jismlardagi zarrachalarning harakatchanligiga ta'sir qiluvchi har qanday tashqi ta'sir (harorat, bosimning o'zgarishi) fizik xususiyatlarga (materialning dielektrik xususiyatlari, gaz o'tkazuvchanligiga) ta'sir qiladi.
Polimerlarning suyuq kristall holati
Suyuq kristallar g'ayrioddiy moddalardir. Ular suyuqlik va qattiq moddalarga xos xususiyatlarni birlashtiradi, bu nomda aks etadi. Suyuqliklardan ular suyuqlikni, ya'ni ular quyilgan idish shaklini olish qobiliyatini oldilar. Qattiq kristall jismlardan - anizotropiya xususiyatlari . Ikkinchisi suyuq kristallarning tuzilishi bilan izohlanadi - ulardagi molekulalar tasodifiy emas, balki tartibli tarzda joylashtirilgan. Biroq, qattiq kristallardagi kabi qattiq emas
Suyuq kristall holatga hamma birikmalar ham o'tmaydi, faqat molekulalarida muhim bo'lganlargina o'tadi anizometriya (tayoqlar yoki disklar shakli). Molekulalarning qadoqlanishiga qarab, bor uch turdagi tuzilmalar suyuq kristallar - smektik , nematik Va xolesterik .
Smektikalar, ehtimol oddiy kristallarga eng yaqin. Ulardagi molekulalar qatlamlarga o'ralgan bo'lib, ularning massa markazlari mahkamlangan (7-rasm). IN nematiklar, aksincha, molekulalarning massa markazlari tasodifiy joylashgan, lekin ularning molekulalarining o'qlari, odatda, novda shaklida, bir-biriga parallel (8-rasm). Bunday holda, ular orientatsiya tartibi bilan tavsiflanadi.
Uchinchi turdagi suyuq kristallarning eng murakkab tuzilishi xolesterik. Xolesteriklarning shakllanishi uchun chiral molekulalar kerak, ya'ni ularning oyna tasviriga mos kelmaydi.
Guruch. 7. Smektik fazadagi suyuq kristallning sxematik tasviri
http://dic. akademik. uz/
https://pandia.ru/text/80/219/images/image009_79.jpg" alt="1-rasm. Rasmda xolesterik fazada rejissyorning 180° ga aylanishi ko'rsatilgan. Tegishli masofa yarim sikldir, p /2." width="178" height="146">!}
9-rasm. Xolesterik suyuq kristallning sxematik tasviri
dic. akademik. uz
Bunday polimer zanjiriga boshqa funktsional guruhlar ham kiritilishi mumkin, masalan: fotoxrom yorug'lik bilan boshqariladigan guruhlar yoki elektroaktiv elektr maydoni ta'sirida yo'naltirilgan guruhlar.
O'z-o'zidan suyuq kristallar faqat tor harorat oralig'ida yopishqoq suyuqlikdir. Shuning uchun ular faqat ushbu harorat oralig'ida o'zlarining maxsus xususiyatlariga ega. Suyuq kristall polimerlar, suyuq kristallardan farqli o'laroq, sovutilganda ham suyuq kristall fazaning tuzilishini va xususiyatlarini saqlab qoladi. Ya'ni, qattiq jismda sezgir suyuq kristall strukturani, masalan, o'ziga xos optik xususiyatlarini yo'qotmasdan tuzatish mumkin.
Xolesteriklar harorat ta'siriga osongina ta'sir qiladi. Ba'zilar juda kichik harorat o'zgarishi bilan rangni juda tez o'zgartiradilar - ulardan asl nusxalarini yaratishingiz mumkin. termal tasvirchilar , yoki issiqlik ko'rsatkichlari. Masalan, bunday materialning sirtini lazer bilan nurlantirish orqali uning nurlarining intensivlik zichligi taqsimotini o'rganish mumkin. Xolesterik polimer qoplamalar samolyotni shamol tunnelida sinab ko'rish uchun ishlatilishi mumkin, chunki harorat taqsimoti samolyot atrofida qaysi joylar ko'proq turbulent va qaysi laminar havo oqimi ekanligini aniq ko'rsatadi.
Polimer xolesteriklardan foydalanishning eng qiziqarli misollaridan biri bu preparatdir yorug'lik bilan boshqariladigan filmlar . Agar polimer zanjiriga fotoxrom guruhiga ega bo'lgan monomer kiritilsa, uning shakli ma'lum bir to'lqin uzunligi bo'lgan yorug'lik ta'sirida o'zgaradi, u holda xolesterik tuzilishdagi spiral qadamini o'zgartirish mumkin. Boshqacha qilib aytganda, materialni yorug'lik bilan nurlantirish orqali uning rangini o'zgartirish mumkin. Olingan materialning bu xususiyati rang ma'lumotlarini yozib olish va saqlash uchun ishlatilishi mumkin golografiya Va ko'rsatish texnologiyasi .
Biroq, spiral pog'onasi nafaqat yorug'lik va haroratning o'zgarishi ta'sirida (teplikatorlarda bo'lgani kabi), balki elektr va magnit maydonlarning ta'sirida ham o'zgarishi mumkin. Buning uchun elektroaktiv yoki joriy qilish kerak magnit faol guruhlar. Elektr yoki magnit maydonning ta'siri suyuq kristall molekulalarining yo'nalishi va buzilishiga, so'ngra xolesterik spiralning to'liq ochilishiga olib keladi.
Past molekulyar og'irlikdagi suyuq kristallardan ancha yoshroq bo'lgan suyuq kristalli polimerlarni o'rganish ularning fizik-kimyoviy xatti-harakatlarining ko'plab o'rganilmagan tomonlarini ochib beradi.
