УЧЕБНО-НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ПО ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ПОЛИМЕРАМ

Программа направлена на создание и развитие учебно-научного Центра по проведению фундаментальных исследований и совершенствованию системы подготовки специалистов в области химии и физико-химии новых функциональных полимеров.
Важным условием решения поставленной задачи является объединение усилий ведущих ученых кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ, ИСПМ РАН и НИИФ СПбГУ, имеющих значительные заделы как в образовательной области, так и в области выполнения фундаментальных исследований по различным аспектам создания и изучения свойств полимеров.
Руководитель проекта:
академик Кабанов Виктор Александрович

Ответственный исполнитель:
профессор Герасимов Василий Иванович
Тел.: 939-31-15
Факс: 939-01-74
E-mail: phys@genebee.msu.su

ОСНОВНЫЕ ИСПОЛНИТЕЛИ ПРОЕКТА
Кафедра высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ.
1. Кабанов Виктор Александрович, зав. кафедрой ВМС химического факультета МГУ, академик, профессор.
2. Аржаков Сергей Алексеевич, зав. лабораторией, профессор.
3. Волынский Александр Львович, зав. лабораторией, профессор.
4. Герасимов Василий Иванович, зав. лабораторией, профессор.
5. Голубев Владимир Борисович, зав. лабораторией, профессор.
6. Зезин Александр Борисович, зав. лабораторией, чл.-корр., профессор.
7. Изумрудов Владимир Алексеевич, вед.н.с., профессор.
8. Касаикин Виктор Александрович, вед.н.с., профессор.
9. Шибаев Валерий Петрович, зав. лабораторией, профессор.

Институт синтетических полимерных материалов РАН.
1. Бакеев Николай Филиппович, директор ИСПМ РАН, академик, профессор.
2. Кузнецов Александр Алексеевич, зав лабораторией, д.х.н.
3. Музафаров Азиз Мансурович, зав лабораторией, д.х.н.
4. Озерин Александр Никифорович, зав. лабораторией, чл.-корр. РАН, д.х.н., профессор.
5. Пономаренко Анатолий Тихонович, зав. лабораторией, д.х.н., профессор.
6. Фельдман Владимир Исаевич, зав лабораторией, д.х.н.
7. Чвалун Сергей Николаевич, зав лабораторией, д.х.н.

Отдел и кафедра физики полимеров НИИ физики Санкт-Петербургского ГУ:

1. Рюмцев Евгений Иванович, директор НИИФ СПбГУ, д.ф.-м.н., профессор.
2. Коломиец Игорь Прокофьевич, доцент, к.ф.-м.н.
3. Лезов Андрей Владимирович, доцент, д.ф.-м.н.
4. Мельников Александр Борисович, с.н.с., к.ф.-м.н.
5. Тарасенко Константин Николаевич, н.с., к.ф.-м.н.
6. Цветков Николай Викторович, с.н.с., к.ф.-м.н.

План работы
Образовательная программа
Научная программа

Лекционные курсы
Переработка и создание новых курсов лекций для студентов и аспирантов по направлениям "химия и физико-химия полимеров" и "физические методы исследования полимеров".
Подготовлен цикл лекций, существенно переработанных применительно к общей программе учебно-научного Центра (введены новые главы, подготовлен новый иллюстративный материал, составлен список тестовых заданий и т.д.).
Чтение лекций было проведено сотрудниками кафедры ВМС химического факультета МГУ.
1. Кабанов В.А., Платэ Н.А. "Введение в специализацию" 20 часов.
2. Ужинова Л.Д. "Введение в высокомолекулярные соединения" 36 часов.
3. Шибаев В.П. "Общий курс по ВМС" 54 часа.
4. Платэ Н.А."Основы химии и технологии получения мономеров" 30 часов.
5. Королев Б.А., Ефимов В.А. "Численные методы в химии полимеров" 50 часов.
6. Кулезнев В.Н. "Основы технологии получения и переработки полимеров" 36 часов.
7. Копылов А.М., Баландина Г.Н. "Структура и свойства биополимеров" 36 часов.
8. Лачинов М.Б. "Механизм образования макромолекул" 50 часов.
9. Герасимов В.И. "Структура полимеров" 20 часов.
10. Зезин А.Б. "Полиэлектролиты" 20 часов.
11. Ноа О.В."Химические превращения полимеров" 20 часов.
12. Волынский А.Л. "Механика полимеров" 20 часов.
13. Касаикин В.А. "Растворы полимеров" 20 часов.
Кроме общих и специальных курсов для студентов и аспирантов химического факультета МГУ были подготовлены и опробованы общие курсы по ВМС для
а) студентов - физиков,
б) студентов - биологов (на биологическом факультете МГУ),
в) студентов - материаловедов (в Высшем колледже наук о материалах).

Сотрудниками ИСПМ РАН были прочитаны курсы лекций для студентов первого курса (20 человек) по новым формам полимеров:
дендримерам и сверхразветвленным полимерам (Зав. лаб., д.х.н. Музафаров А.М.), для студентов пятого курса (17 человек) на темы "Дендримеры - новая форма организации полимерной материи" и "Основные синтетические подходы к получению дендримеров. Полимераналогичные превращения дендримеров"
(вед.н.с., к.х.н. Ребров Е.А.).

Сотрудниками НИИФ СПбГУ прочитаны два цикла лекций для студентов и аспирантов химического факультета МГУ.
Первый посвящен проблемам молекулярной гидродинамики и оптики растворов полимеров. Его программа (объемом 8 академических часов) включала в себя основы современной теории гидродинамических, динамо- и электрооптических свойств полимеров в растворах, описание методов изучения поступательной диффузии макромолекул, двойного лучепреломления в растворах полимеров в механическом и электрическом полях (д.ф.-м.н., доцент СПбГУ Лезов А.В.).
Другой цикл по методам изучения молекулярных свойств полимеров подготовлен и частично апробирован как совмещенный с курсом лекций, читаемым на кафедре ВМС химического факультета МГУ проф. В.А.Касаикиным.
Разработана программа курса лекций по физико-химии высокомолекулярных соединений и жидких кристаллов для студентов МГУ и СПбГУ, не специализирующихся в этой области знания. Настоящая программа явилась результатом совместной работы кафедры ВМС химического факультета МГУ, отдела физики полимеров НИИФ СПбГУ и ИСПМ РАН. Она была апробирована, как составная часть курса "Современные концепции естествознания", читаемого для студентов гуманитарных факультетов СПбГУ.
Практические и семинарские занятия
Проведение практических занятий сотрудниками химического факультета МГУ, ИСПМ РАН, и НИИФ СПбГУ для студентов и аспирантов кафедры ВМС химического факультета МГУ.
Для организации практических работ по курсу химии и  физико-химии на базе практикума кафедры ВМС химического факультета МГУ была проведена значительная модернизация существующих задач. С этой целью, в частности, были использованы компьютеры, позволившие ввести новую систему подготовки задач и вопросов к практикуму, а также обеспечить автоматизированный контроль за проведением студентами и аспирантами экспериментальных работ
С учетом проведенной модернизации работа общего практикума на кафедре ВМС была организована по шести направлениям (отв. доц. А.Д. Антипина).
1. Синтез полимеров (4 задачи).
2. Химические превращения полимеров (6 задач).
3. Растворы полимеров (4 задачи).
4. Полиэлектролиты (3 задачи).
5. Механические свойства полимеров (4 задачи).
6. Структура полимеров (4 задачи).

Кроме того, функционировал спецпрактикум по методам исследования полимеров.

1. Флуоресцентный анализ (отв. проф. внс В.А. Изумрудов)
2. ЭПР-спектроскопия (отв. проф. зав. лаб. В.Б. Голубев)
3. ГПХ (отв. к.х.н. нс Е.С. Гарина)
4. Электронная микроскопия (отв. к.х.н. снс Н.И. Никонорова)
5. Методы механических испытаний (отв. к.х.н. снс А.В. Ефимов и асс. М.И. Банацкая)
6. Исследование морфологии и локальной структуры полимерных материалов методами зондовой микроскопии (отв. д.ф.-м.н. внс И.В. Яминский)
7. ИК-спектроскопия (отв. нс Л. А. Казарин)

Учебно-методические материалы
Разработаны учебно-методические материалы по проведению лабораторных работ. Они рассмотрены на заседании Ученого Совета ИСПМ РАН и рекомендованы при проведении производственно-технологической и преддипломной практики студентов и выполнении научных исследований аспирантами кафедры ВМС Химического факультета МГУ.
1. Изучение зависимости комплексной диэлектрической проницаемости композиционных материалов в диапазоне СВЧ от концентрации наполнителя (авторы к.ф.-м.н. И.А. Чмутин, к.т.н. Н.Е. Казанцева).
2. Изучение распределения частиц наполнителя по форме и размерам с помощью компьютерной программы для анализа оптических изображений "Gallery" (автор к.ф.-м.н. Н.Г. Рывкина).
3. Сканирующая электронная микроскопия (автор к.х.н. Е.С. Оболонкова).
4. Методы оценки горючести полимерных материалов (автор к.х.н. А.В. Антонов).

Стажировки и производственная практика
На базе ИСПМ РАН проведены тематические стажировки и практикум для студентов 1-2 курсов химического факультета МГУ. Тематика работ посвящена поиску методов и осуществлению синтеза мономеров для дальнейшего синтеза   сверхразветвленных карбосилановых полимеров и карбосилановых дендримеров.

Выполнены следующие курсовые работы.
1. А.С. Терещенко "Синтез гидридсилильного реагента на основе пентаэритрита с гидроксильными группами в латентном положении" (преподаватель - А.И. Болталин, научный руководитель - к.х.н. Е.В.Гетманова).
2. М.В. Герасимов "Синтез сверхразветвленного кремнийорганического полимера на основе циклического мономера АВ2-типа" (преподаватель - доцент В.А.Трифонов, научный руководитель - к.х.н. О.Б. Горбацевич).

В процессе практических работ студенты овладели рядом синтетических методов и физико-химическими методами анализа органических соединений (ИК, ПМР -спектроскопия, ГЖХ - анализ).

В отделе физики полимеров НИИФ СПбГУ   проведены практические занятия для студентов и аспирантов кафедры ВМС химического факультета МГУ.

Основной целью мероприятий было ознакомить студентов-химиков с современными методами исследования физико-химических характеристик полимеров и жидких кристаллов в растворах и расплавах.

Сотрудниками отдела физики полимеров НИИФ СПбГУ разработан цикл лабораторных работ, который включает ряд стандартных и оригинальных современных экспериментальных методов исследования гидродинамических, конформационных, динамо- и электрооптических характеристик полимеров в растворах. Силами сотрудников отдела физики полимеров НИИФ СПбГУ подготовлены описания лабораторных работ по изотермической диффузии, седиментации, вискозиметрии, динамическому и электрическому двойному лучепреломлению в растворах полимеров, а также ориентационно-упругим деформациям в тонких слоях жидких кристаллов.

Практические занятия проводили к.ф.-м.н., с.н.с. Мельников А.Б.
(изотермическая диффузия, седиментация),
к.ф.-м.н., с.н.с. Цветков Н.В. (динамическое и электрическое двойное лучепреломление, ориентационно-упругие деформации жидких кристаллов) и
н.с. Полушина Г.Е. (вязкость растворов полимеров).

Общий объем составил 16 академических часов.

Аспирантура

Совместное руководство аспирантами.
д.х.н. Музафаров А.М.(ИСПМ РАН) и д.х.н., профессор Шибаев В.П.(Химфак МГУ) осуществляли совместное научное руководство исследованиями аспиранта кафедры ВМС Пономаренко С.А. на тему "Синтез и свойства жидкокристаллических дендримеров";
работа аспиранта Гопоненко Александра Владимировича по  теме "Структурообразование в гелях полиакрилонитрила и пропиленкарбоната" выполнялась под руководством проф. В.И.Герасимова (Химический факультет МГУ) и д.х.н. С.Н. Чвалуна (ИСПМ РАН)

Научные семинары и рабочие встречи.

В 1998 году были проведены шесть совместных семинаров и две рабочие встречи. Два семинара для студентов и аспирантов химического факультета МГУ проводили к.ф.-м.н., доцент Лезов А.В и к.ф.-м.н., доцент Коломиец И.П.. Эти семинары были организованы на базе НИИ физики СПбГУ и явились теоретическим введением к практическим занятиям студентов МГУ.

В ноябре 1998 на базе отдела физики полимеров НИИФ СПбГУ была проведена рабочая встреча с участием проф. Герасимова В.И. (МГУ), проф.Рюмцева Е.И. (НИИФ СПбГУ), доц. Лезова А.В., с.н.с. Мельникова А.Б. и др.

Два семинара были проведены на базе кафедры ВМС химического факультета МГУ. В работе этих семинаров принимали участие со стороны МГУ: член-корр. РАН А.Б. Зезин, проф. В.П. Шибаев, с.н.с В.Г. Сергеев, с.н.с.Е.Б. Барматов, с.н.с Н.И. Бойко, с.н.с. Е.А. Лысенко, н.с. О.А. Пышкина, студенты и аспиранты кафедры ВМС;
со стороны НИИФ СПбГУ: проф. Е.И. Рюмцев, доц. А.В. Лезов, с.н.с. А.Б.Мельников. Темой семинаров было обсуждение результатов совместных научных исследований.

На кафедре ВМС химического факультета МГУ работал постоянно действующий семинар по физике ЖК-полимеров (рук. проф. В.П. Шибаев; в 1998 г. было проведено 4 заседания).

На базе ИСПМ РАН проведен совместный семинар на тему "Синтез и свойства жидкокристаллических дендримеров", на котором с научным сообщением выступил аспирант кафедры ВМС Химического Факультета МГУ Пономаренко С.А.

Две рабочие встречи руководителей и ответственных исполнителей проекта со стороны химического факультета МГУ, ИСПМ РАН и НИИФ СПбГУ были проведены на базе МГУ под руководством академика В.А.Кабанова. Результатом этих встреч явилась разработка планов развития совместных обучающих и научных программ на 1998 - 1999 гг.

Научная программа

Проведение исследований в области химии и физико-химии новых функциональных полимеров в рамках совместных научно-исследовательских программ.
Совместные научные исследования проводились под руководством ведущих сотрудников кафедры ВМС химического факультета МГУ, ИСПМ РАН и НИИФ СПбГУ с активным привлечение к работе студентов и аспирантов кафедры ВМС химического факультета МГУ по следующим семи направлениям.

1.Синтез карбосилановых жидкокристаллических дендримеров первой-пятой генераций, содержащих концевые цианобифенильные группы (от ИСПМ РАН зав. лабораторией, д.х.н. Музафаров А.М, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав.лабораторией, д.х.н., профессор Шибаев В.П.)

2.Термоокисление и горение полипропилена, содержащего наночастицы меди (от ИСПМ РАН зав. лабораторией к.х.н. А.А.Кузнецов, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав.лабораторией, д.х.н., профессор А.Л. Волынский).

3.Структурно-механические аспекты деформации полимерных  пленок, имеющих тонкое твердое покрытие (от ИСПМ РАН зав.лабораторией, член-корр. РАН А.Н. Озерин, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав. лабораторией, д.х.н., профессор А.Л. Волынский).

4.Изучение особенностей фазовых переходов термотропных гребнеобразных жидкокристаллических сополимеров акрилового ряда (от ИСПМ РАН зав. лабораторией, член-корр. РАН А.Н. Озерин, от кафедры ВМС химического факультета МГУ эав.лабораторией, д.х.н., профессор В.П. Шибаев).

5.Молекулярные свойства и динамика полимеров с сильными внутри- и межмолекулярными взаимодействиями ( от НИИФ СПбГУ зав. отделом,   д.ф.-м.н., профессор Е.И. Рюмцев, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав.лабораторией, д.х.н., профессор В.П. Шибаев).

6.Структура, размеры и ориентационная динамика молекул жидкокристаллических дендримеров в растворах ( от НИИФ СПбГУ зав. отделом, д.ф.-м.н., профессор Е.И. Рюмцев, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав.лабораторией, д.х.н., профессор В.П. Шибаев).

7.Структура и свойства молекул полиэлектролитных комплексов в неионизованном состоянии ( от НИИФ СПбГУ зав. отделом, д.ф.-м.н., профессор Е.И. Рюмцев, от кафедры ВМС химического факультета МГУ зав.кафедрой, академик В.А.Кабанов, зав.лабораторией член-корр.РАН А.Б.Зезин). .

Перечисленные работы являются частью совместных научно-исследовательских Программ, выполняемых сотрудниками кафедры ВМС химического факультета МГУ, ИСПМ РАН и отдела физики полимеров НИИФ СПбГУ в рамках совместных грантов Федеральной программы "Университеты России - фундаментальные исследования", грантов INTAS и др. По материалам совместных исследований в 1998 году подготовлены к печати и опубликованы 10 статей и 10 тезисов докладов на российских и международных конференциях.