| Название НИОКТР |
Асимметричные незаряженные полимерные щетки под внешней нагрузкой: моделирование диссипативной динамикой и аналитическая теория
|
| Аннотация |
Анализ и предсказание трибологических характеристик поверхностей покрытых полимерными щетками при наличии внешней нагрузки представляет актуальную, но сложную задачу. В нее входят вопросы равновесного взаимного проникновения щеток при различных силах сжатия и вопросы кинетики перемещения слоев полимерного материала и увлекаемого низкомолекулярного растворителя при сдвиговой деформации. Поэтому несмотря на наличие многочисленных работ экспериментальных, теоретических и с применением компьютерного моделирования, многие аспекты остались невыясненными. До настоящего времени практически все теоретические исследования взаимодействующих щеток формулировали при "естественных" предположениях, что пары взаимопроникающих щеток химически и структурно одинаковы, а все цепи щеток монодисперсны (имеют одну и ту же длину). При этом традиционно теоретические работы и моделирование взаимопроникновения и перемещение щеток рассматривали в ансамбле постоянного разделения, в котором управляющим параметром является расстояние между щетками. Фундаментальная научная проблема, на решение которой направлен проект, и его новизна состоят в том, чтобы расширить эти представления. Первой отличительной особенностью проекта является изучение взаимопроникновения и трения между асимметричными щетками, химически одинаковыми, но отличающихся друг от друга плотностью пришивки и средней длиной цепей. В результате, при значительной асимметрии в системе появляется два разных характерных пространственных масштаба, что должно привести к появлению новых скейлинговых режимов поведения. Вторая особенность проекта состоит в использовании ансамбля, в котором управляющим параметром служит внешняя нагрузка (давление), а расстояние между трущимися поверхностями подстраивается в зависимости от давления и скорости сдвига. Именно этот ансамбль отвечает функционированию полимерных щеток в живых организмах. Наконец, мы учтем эффекты, связанные с различной полидисперсностью асимметричных щеток. Полидисперсность является неотъемлемой чертой синтетических макромолекулярных систем, и всегда, в той или иной степени, влияет на основные характеристики этих систем. Количественное описание влияния асимметрии на характеристики трущихся друг от друга щеток до настоящего времени не изучено и является важным не только с точки зрения фундаментальной науки, но, очевидно, имеет практическое, прикладное значение. В первой части проекта мы установим и проверим компьютерным моделированием (методами самосогласованного поля и диссипативной динамики) закономерности взаимопроникновения асимметричных пар щеток с разной плотностью пришивки, разной средней молекулярной массой и разной степенью полидисперсности. Для таких асимметричных пар щеток будут установлены новые режимы взаимопроникновения и дано их аналитическое описание. Выяснение равновесных характеристик взаимопроникновения пары щеток в зависимости от расстояния между ними или от внешней нагрузки является базовой основой для выяснения их трибологического поведения. Во второй части проекта мы будем рассчитывать динамический коэффициент трения в ансамбле с постоянной внешней нагрузкой, используя моделирование диссипативной динамики (ДПД) как основной метод исследования. Недавно авторами проекта была предложена аналитическая теория для описания сил трения при сдвиговой деформации взаимопроникающих щеток на основе уравнения Бринкмана в приближении линейного отклика, определяемого равновесными характеристиками взаимопроникновения щеток. Эту теорию мы использовали для предсказания трибологических свойств стандартной модели симметричных монодисперсных щеток. В данном проекте мы расширим эту теорию на случай асимметричных полидисперсных щеток и сопоставим ее с результатами моделирования методом ДПД.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
True
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-01-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
25-23-00222
|
| Дата контракта |
2024-12-28
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
678.01 544.23.02/.03 544.25.02/.03
|
| Количество просмотров |
11
|
| Руководитель работы |
Скворцов Александр Михайлович
|
| Руководитель организации |
Саранцева Светлана Владимировна
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ ИМ.Б.П.КОНСТАНТИНОВА НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЦЕНТРА "КУРЧАТОВСКИЙ ИНСТИТУТ"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
—
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-07-03 11:54:24 UTC, 2025-07-03 11:54:24 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
трибология; теория и компьютерное моделирование; полидисперсность; молекулярные щетки
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.25.15 - Структура и свойства природных и синтетических высокомолекулярных соединений
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Полимеры
|
| 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 |
—
|
