ИСТИНА

Целью работы является установление взаимосвязи между формой мезогенной молекулы и характером ее нековалентных взаимодействий с одной стороны, и фазовым поведением системы – с другой. Для определения таких закономерностей исследованы структура и свойства модельных классов соединений, различающихся химическим строением мезогенных групп, изучено влияние различных факторов (структура полимерной цепи, фторофобный эффект, длина и количество алкильных окончаний) на процессы самосборки в веществе, проведен систематический анализ жидкокристаллических систем различной степени упорядочения – трехмерных (мицеллярные и биконтинюальные кубические мезофазы, полимерные монокристаллы), двумерных (ротационная мезофаза, двумерная упорядоченная и неупорядоченная колончатая мезофаза), одномерные (смектические монослои на различных границах раздела). В частности, были решены следующие задачи: 1. Систематический анализ структуры и фазового поведения модельных классов соединений с секторообразными молекулами, способными к образованию двумерных колончатых структур различной степени порядка: производных галловой кислоты, 2,3,4- и 3,4,5-три(алкилокси) бензолсульфоновой кислоты,. 2. Исследование структуры и фазового поведения жестких геликоидальных хиральных групп на основе [7]-гетерогелицена – как оптических энантиомеров, так и их рацемических смесей. 3. Изучение неклассического фазового поведения в полидиалкоксифосфазенах – плавления ротационно разупорядоченной колончатой мезофазы, в которой дальний порядок положения длинных осей макромолекул полимера сочетается со свободой вращения таких макромолекул вокруг этих осей, как при нагревании, так и при охлаждении до температуры инверсного перехода. 4. Исследование особенностей формы (искривленные боковые грани, некристаллографические углы между различными плоскостями роста) полимерных монокристаллов для ряда полимеров (длинные алканы, полиэтиленоксид, поливинилиденфторид) – систем, характеризующихся одновременно высокой степенью порядка и наличием асимметрии взаимодействия элементов кристаллической решетки (ковалентные вдоль полимерной цепи, и ван-дер-ваальсовы – в поперечном направлении). 5. Определение влияния молекулярного строения, топологии и степени разветвления производных ,’-диалкилолиготифена, способных к образованию смектических мезофаз различной степени упорядочения, на их фазовое поведение и структуру в блочном состоянии, а также на морфологию и электрические свойства полученных из них тонких пленок. Оптимизация молекулярной структуры производных ,’-диалкилолиготифена, отработка методов получения качественных тонкопленочных материалов на их основе. 6. Анализ планарных систем, сформированных соединениями на основе гемицианиновых красителей на различных поверхностях раздела, исследование влияния химического состава субстрата на образование супрамолекулярных агрегатов в полученных ленгмюровских слоях и пленках Ленгмюра-Блоджетт. Научная новизна работы. Построена самостоятельная теория кристаллизации высокомолекулярных соединений, обладающая высокой предсказательной точностью и значимостью определяемых количественных параметров. На основе системного методического подхода сформирован новый взгляд на самосборку и самоорганизацию частично упорядоченных систем различной симметрии. Разработаны новые программные продукты, предназначенные для расчета распределения электронной плотности из относительной интенсивности малоугловых рентгеновских рефлексов, а также для определения формы полимерных монокристаллов, ограниченных несимметричными гранями роста. Теоретическая значимость работы. Предложенная автором теория кристаллизации высокомолекулярных материалов позволяет, с одной стороны, предсказывать с высокой точностью форму полимерных монокристаллов, образующихся в тех или иных условиях, а с другой стороны, рассчитывать определяющие параметры кристаллизации несимметричных граней монокристаллов: скорость вторичного зародышеобразования, и скорости продольного роста граней в различных направлениях. Результаты систематического анализа низкоразмерных самоорганизующихся систем различной природы и симметрии расширяют представления о их структуре и фазовом поведении. Практическая значимость работы определяется потенциалом использования секторообразных соединений в качестве материала для создания ион-селективных мембран с управляемой шириной канала. Полученные в работе фазовые диаграммы – зависимости фазового поведения различных классов секторообразных дендронов от температуры и того или иного параметра химического строения (варьируемая длина алифатических окончаний, величина фокального дендрона, и т.п.) позволяют осуществлять тонкую настройку эксплуатационных характеристик полученных мембран. Проведенный анализ структуры монослоев на основе ,’-диалкилолиготиофенов различной архитектуры помогает выработать рекомендации для создания высокоэффективных производительных тонкопленочных приборов современной фотоники и оптоэлектроники: органических полевых транзисторов, светоизлучающих диодов и фотовольтаических ячеек. Собственное практическое значение имеют программные продукты, разработанные в процессе подготовки настоящей работы: расчет распределения электронной плотности из относительной интенсивности малоугловых рентгеновских рефлексов, а также определение формы полимерных монокристаллов, ограниченных несимметричными гранями роста.