КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-23-00531

НазваниеАдсорбция случайных гетерополимеров: простые модели и машинное обучение

Руководитель Полоцкий Алексей Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-303 - Теория и компьютерное моделирование полимерных систем

Ключевые слова полимеры, гетерополимеры, адсорбция, молекулярное узнавание, производящие функции, машинное обучение, искуственные нейронные сети

Код ГРНТИ31.25.15

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Адсорбция полимерных цепей на поверхностях и границах раздела фаз – явление, играющее важную роль в науке полимерах, коллоидной химии, физико-химии поверхности, хроматографии и т.д. Большое внимание уделяется изучению адсорбции полимера в тех случаях, когда полимер и/или поверхность неоднородны. Случай, когда и полимер, и поверхность неоднородны, наиболее интересен из-за взаимосвязи между распределением мономерных звеньев в последовательности гетерополимера и сайтами на поверхности. Это тесно связано с проблемой молекулярного узнавания, играющем центральную роль в молекулярной биологии, а также в части науки о полимерах, направленной на создание биомиметических и «умных» полимерных систем. Главной целью предлагаемого проекта является установление взаимосвязи свойств последовательности звеньев в одиночной макромолекуле гетерополимера с ее способностью адсорбироваться на однородных или химически неоднородных поверхностях. Эта задача является многопараметрической, зависящей от большого числа параметров, характеризующих гетерополимер и гетерогенную поверхность (то есть, состав и характер распределения сомономеров/сайтов), силу взаимодействия между мономерными звеньями и сайтами разных типов, а также внешние. В этой связи важную роль играют теоретические исследовании адсорбции гетерополимеров, в рамках которых возможен учет этого множества факторов. При построении теории часто используют упрощенные модели полимеров, которые дают возможность получения точного решение и установления физически достоверной картины изучаемого явления. При теоретических исследованиях и компьютерном моделировании адсорбции случайных сополимеров на однородных поверхностях и границах раздела фаз обычно выполняется усреднение по всему ансамблю случайных последовательностей звеньев в макромолекуле. Это позволяют установить общие закономерности адсорбции в зависимости от характеристик распределения (например, моментов распределения первого, второго или, возможно, более высокого порядка). С другой стороны, интересна и более детальная информации о влиянии конкретной последовательности звеньев на адсорбцию полимера – в частности, на положение точки адсорбционного перехода или температурные зависимости характеристик адсорбированной цепи. В решении такой задачи большую помощь способны оказать современные подходы, основанные на методах машинного обучения и искусственном интеллекте. В предлагаемом проекте мы применим оба способа для решения задач, связанных с адсорбцией случайных гетерополимеров. С одной стороны, мы исследуем адсорбцию случайного гетерополимера на периодической регулярной поверхности, используя усреднение по ансамблю случайных последовательностей мономерных звеньев. С другой стороны, мы применим возможности методов машинного обучения для изучения адсорбции периодического гетерополимера с произвольной структурой периода на однородной поверхности и предсказания адсорбционных свойств периодических сополимеров по конкретной последовательности звеньев в периоде.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---