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 22-73-00059
НазваниеИсследование, прогнозирование и моделирование структуры и свойств волокон, полученных из растворов целлюлозы в ионных жидкостях
Руководитель Михалева Мария Геннадьевна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-404 - Растворы, расплавы – структура и свойства
Ключевые слова целлюлоза, наноцеллюлоза, нанофибрилы, струкурообразование, суперспирализация, хиральность, ориентационный порядок, растворение, ионная жидкость
Код ГРНТИ31.25.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на исследование и построение теории процессов прямого растворения целлюлозы в ионных жидкостях и обратной конденсации в макроскопические структуры с целью получения синтетических целлюлозных волокон с уникальными механическими характеристиками.
Разработанная нами микроскопическая модель целлюлозы объединяет биологическую (морфологическую) и физическую модели волокна. Биологическая структурная модель описывает морфологическое строение нативного волокна целлюлозы, состоящего из – фибриллы, микрофибриллы и нанофибриллы. Физическая модель учитывает наличие хиральности или спиральных симметрий, иерархии масштабов знакопеременных суперспирализованных хиральных фаз и кристалличность иерархических элементов (нанофибрилл), а также физические аспекты межмолекулярного взаимодействия и взаимной динамики хиральных фаз в различных растворителях.
Полнота растворения исходного сырья прямо отражается на свойствах конечного продукта, будь то волокно или пленка. В случае неполного растворения, более толстые остаточные волокна (в силу сравнительно большого диаметра) будут иметь относительно небольшую площадь контакта, а следовательно, и сравнительно небольшую энергию взаимодействия. Растворимость целлюлозы существенно зависит от происхождения сырья и его предобработки.
Большая часть данных о структуре и свойствах целлюлозных волокон, полученных к настоящему времени, носит сугубо прикладной характер, а потому не объединяются никакой единой теорией. Между тем такая теория необходима для понимания процессов конденсации целлюлозных или иных полимерных цепочек с образованием макроскопических волокон.
В рамках решения данной проблемы в проекте будут построены теории растворения целлюлозы, формирования ориентационного порядка и конденсации суперспирализованных анизометрических фаз. Будет решена задача подбора ионных жидкостей для получения наноразмерных волокон и истинных растворов целлюлозы. Данное направление является весьма перспективным, так как соответствует всем принципам "зеленой химии".
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ