| Название НИОКТР |
Нелинейные вязкоупругие свойства и неаффинные деформации полимерных нанокомпозитов и сильно неупорядоченных систем
|
| Аннотация |
Настоящий проект направлен на комплексное изучение нелинейных вязкоупругих свойств полимерных материалов и нанокомпозитов на их основе с помощью взаимодополняющих экспериментальных, теоретических и численных методов. С одной стороны, нелинейные динамические модули упругости и их зависимость от частоты и температуры определяют динамические свойства, проявляющиеся в высоконагруженных приложениях. С другой стороны, чувствительность таких свойств к микроскопической структуре делает измерение нелинейных модулей важной характеристикой неразрушающего контроля. При этом не менее важным является фундаментальный вопрос о взаимосвязи нелинейных вязкоупругих свойств с микроскопическим строением вещества и протекающими в нем релаксационными процессами.
Целью продолжения проекта является применение нового подхода к исследованию нелинейных динамических свойств неоднородных материалов с нановключениями на основе комплекса аналитических, численных и экспериментальных методов, разработанных авторами при выполнении проекта 2022 года. Проведенные исследования продемонстрировали наличие нескольких ярких и значимых явлений. В частности, установлена сильная зависимость нелинейных упругих модулей полистирола и нанокомпозитов на основе полистирола от частоты и температуры, превосходящая аналогичную зависимость линейных упругих модулей на два порядка. Также показано усиленное воздействие нановключений на линейные и нелинейные вязкоупругие свойства нанокомпозитов вследствие подавления неаффинных деформаций вокруг нановключений на микроскопическом уровне.
В ходе выполнения проекта планируется существенно расширить область применимости полученных результатов на различные полимерные материалы. С одной стороны, для этого будут применены экспериментальные методы исследования, основанные на ультразвуковых методах определения нелинейных динамических модулей упругости и голографических методах регистрации нелинейных волн деформации. С другой стороны, будет проведен ряд молекулярно-динамических расчетов для определения взаимосвязи микроскопического строения полимерных материалов и композитов на их основе с макроскопическими динамическими упругими характеристиками. В частности, с помощью указанных экспериментальных и численных методов планируется определить роль сшивки полимерных цепей на нелинейные динамические упругие свойства. Степень сшивки полимерных материалов является важным фактором, определяющим поведение таких материалов при высоких динамических нагрузках.
Не менее значимым является исследование влияния нановключений на линейные и нелинейные вязкоупругие свойства полимерных нанокомпозитов. Роль подавления неаффинных деформаций вблизи наночастиц остается практически неисследованной в мировой литературе. Однако, как показали молекулярно-динамические расчеты полистирола, хорошо согласующиеся с нашими теоретическими предсказаниями, именно такое подавление может увеличивать упругие модули аморфных полимерных материалов до 70%. Планируется проведение моделирования полимеров с различной степенью полимеризации, степенью сшивки и длиной сегмента Куна. Будет определено поведение полимерного материала вблизи сферических, цилиндрических и плоских наночастиц. Полученные результаты позволят существенно расширить область применимости теоретического описания локальных упругих свойств аморфных полимерных материалов, построенного в ходе выполнения проекта 2022 года.
Исследования, основанные на разработке и применении новых физических методов, будут осуществляться коллективом ученых-физиков из ФТИ им. А.Ф. Иоффе, Санкт-Петербург. Основные участники проекта являются специалистами в области теории конденсированного состояния, математического моделирования, вычислительных методов, лазерной физики, голографии и имеют высокую международную репутацию в областях своей компетенции. Полученные результаты будут опубликованы в ведущих научных журналах и представлены на ведущих международных конференциях.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
12000.0
|
| Дата начала |
2025-09-11
|
| Дата окончания |
2027-06-30
|
| Номер контракта |
22-72-10083-П
|
| Дата контракта |
2025-09-11
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
539.23 539.216.1
|
| Количество просмотров |
4
|
| Руководитель работы |
Бельтюков Ярослав Михайлович
|
| Руководитель организации |
Иванов Сергей Викторович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.Ф. ИОФФЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-10-29 09:37:58 UTC, 2025-10-29 09:37:58 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
нанокомпозиты; цифровая голография; объемные солитоны деформации; модули Мурнагана; вязкоупругость; нелинейная упругость; неаффинные деформации; аморфные полимеры
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
