液晶ポリマーメーカー。 液晶ポリマー

ロシア連邦教育科学省

カザン (ヴォルガ地方) 連邦大学

化学研究所にちなんで名付けられました。 A.M. バトレロワ

無機化学科

トピックの要約:

« 液晶ポリマー」

作業が完了しました

グループ714の生徒

ヒクマトヴァ G.Z.

作品を確認しました

イグナティエワ K.A

カザン-2012。

はじめに………………………………………………………………………………..3

1. 液晶…………………………………………………………

1.1.発見の経緯……………………………………………………………………4

1.2. 結晶相の種類……………………………………………………………………7

1.3. 液晶の研究方法………​​………………………………………………………11

2. 液晶ポリマー……………………………………………….13

2.1. 液晶ポリマーの分子設計原理................................................................................................14

2.2. 液晶ポリマーの主な種類…………………….18

2.3. LC ポリマーの構造と特性の特徴...................................................................................20

2.4.適用分野…………………………………………………………..

2.4.1. 電界制御 - 薄膜光学材料への道…………………………………………………………21

2.4.2.コレステリック LC ポリマー - 分光フィルターおよび円偏光子…………………………………………………….23

2.4.3. 情報を記録するための制御された光学活性媒体としての LC ポリマー…………………………………………………….………………..24

2.4.4.超高強力繊維と自己強化プラスチック………………………………………………………………………….25

使用文献………………………………………………………………28

応用。

導入。

高分子科学における 80 年代は、液晶ポリマーの化学と物理学という新しい分野の誕生と急速な発展によって特徴づけられました。 合成化学者、理論物理学者、古典物理化学者、高分子科学者および技術者が結集したこの分野は、集中的に開発された新しい方向に成長し、高強度化学繊維の製造において非常に迅速に実用的な成功をもたらし、今日注目を集めています。眼鏡技師とマイクロエレクトロニクスの専門家。 しかし、重要なことはこれでさえなく、ポリマーおよびポリマー系における液晶状態は、結局のところ、非常に一般的であるだけでなく、今日では何百ものポリマー液晶が記載されているだけでなく、安定した状態を表しているという事実です。ポリマー体の平衡相状態。
これにはいくつかの矛盾さえあります。 オーストリアの植物学者 F. ライニッツァーが最初の液晶物質である安息香酸コレステリルを記述してから 1988 年に 100 周年が祝われました。 前世紀の 30 年代に、低分子有機液晶の物理学が開発され、60 年代には、これらの結晶をベースにした何百万ものデバイスがすでに世界中で動作していました。 しかし、60 年代と 70 年代には、ほとんどの高分子科学者は、たとえばコレステリック型のサーモトロピック液晶ポリマーの存在を想像できず、一般にそのような系は非典型的な高分子物体のエキゾチックな代表であるように見えました。 そして実際、近年、ある種の情報の「爆発」が起こっており、今日では、毎月数十個も合成されるリオトロピック液晶ポリマーやサーモトロピック液晶ポリマーに驚く人はいません。

この作品では、液晶状態がいつどのように発見されたのか、他の物体と比べて液晶の何がユニークなのか、液晶ポリマーについて、そしてなぜそれが面白くて素晴らしいのかについて話したいと思いました。

液晶。

ほとんどの物質は、固体、液体、気体の 3 つの集合状態でのみ存在できます。 物質の温度を変化させることにより、ある状態から別の状態に順次遷移させることができます。 通常、固体の構造は結晶と非晶質体を含めて考慮されます。 結晶の際立った特徴は、その中に長距離秩序と特性の異方性が存在することです(対称中心を持つ結晶を除く)。 アモルファス固体には短距離秩序のみがあり、その結果、等方性になります。 液体中にも短距離秩序は存在しますが、液体は粘度が非常に低い、つまり流動性を持っています。

物質のリストされた 3 つの状態に加えて、と呼ばれる 4 番目の状態があります。 液晶。固体と液体の中間であり、とも呼ばれます。 中間状態。 この状態では、複雑な棒状または円盤状の分子を持つ非常に多数の有機物質が存在する可能性があります。 この場合、それらは次のように呼ばれます 液晶または 中間相。

この状態では、物質は結晶の多くの特徴、特に機械的、電気的、磁気的、光学的特性の異方性を特徴とし、同時に液体の性質を持ちます。 液体と同様に、それらは流動性があり、入れられた容器の形状をとります。

一般的な特性に基づいて、LC は 2 つの大きなグループに分類できます。 温度変化によって形成される液晶を液晶といいます。 サーモトロピック。濃度が変化すると溶液中に現れる液晶を液晶といいます。 リオトロピック.

1.1. 液晶は 1888 年に発見されました。 オーストリアの植物学教授 F. ライニッツァーは、コレステロールと安息香酸のエステルである安息香酸コレステリルという新しい物質を合成しました。

彼は、145°まで加熱すると結晶相(白い粉)が奇妙な白濁した液体に変わり、さらに179°まで加熱すると通常の透明な液体への転移が観察されることを発見しました。 彼は純粋な安息香酸コレステリルを持っているかどうか確信がなかったため、この物質を精製しようとしましたが、それでもこれらの 2 つの相転移は再現されました。 彼はこの物質のサンプルを友人の物理学者オットー・フォン・レーマンに送りました。 リーマンは、通常の硬い結晶とは異なり、手触りが柔らかく、プラスチック結晶を含む通常の結晶を研究しました。 主な研究方法は、偏光光学顕微鏡法でした。この顕微鏡では、光が偏光子を通過し、物質を通過し、次に検光子を通過し、物質の薄層を通過します。 特定の物質の結晶を偏光子と検光子の間に置くと、さまざまな結晶物質の特徴的な画像であるテクスチャが表示され、結晶の光学的特性を調べることができます。 オットー・フォン・レーマンは、中間状態である妄想の理由を理解するのに役立ったことが判明しました。 オットー・フォン・レーマンは、結晶質物質である結晶のすべての特性は分子の形状のみに依存する、つまり分子がこの結晶内でどのように位置するかは問題ではなく、分子の形状が重要であると真剣に確信していました。 そして液晶の場合、彼の判断は正しかった - 分子の形状が液晶相を形成する能力 (主に分子の形状) を決定する。 1888年、ライニッツァーは、液体と呼べるほど柔らかな結晶があると書き、その後、レーマンは流れる結晶についての記事を書き、実際、彼はこの用語を作りました。 液晶。 液晶は非常に多く、生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たしていることが判明しました。 たとえば、脳、筋肉組織、神経、膜の一部です。 フランスの物理学者 J. F. ライニッツァーの発見から 30 年後のフリーデルの言葉は、ギリシャ語の「メソス」(中間)に由来するもののようで、明らかにより正確です。 これらの物質は結晶と液体の間の中間相を表し、固相の溶融中に生じ、さらに加熱すると通常の液体に変わるまで、特定の温度範囲で存在します。 重要な歴史的エピソード: 20 ~ 30 年代、ソビエトの物理学者フレデリックスは、液晶の光学特性に対するさまざまな磁場と電場の影響を研究し、重要なことを発見しました。液晶内の分子の配向は、環境下で非常に簡単に変化するということです。外部フィールドの影響、そしてこれらのフィールドは非常に弱く、非常に急速に変化します。 60年代後半から液晶系と液晶相の研究ブームが始まり、それを使えるようになったことが関係している。 まず、通常の電子デジタル時計の情報表示システム、次に電卓、そしてコンピューター技術の出現により、液晶がディスプレイの製造に積極的に使用できることが明らかになりました。 当然のことながら、このような技術の飛躍は基礎科学の観点から液晶の研究を刺激しましたが、液晶に関する科学的発見の間にはどれほど大きな時間差があるかに注意する必要があります。 実際、人々は好奇心からそれらに興味を持っていましたが、実用的な関心はなく、誰もそれらの使用方法を知りませんでした。さらに、当時(20〜30年代)では相対性理論の方がはるかに興味深いものでした。 ちなみに、フレデリックスはソ連で相対性理論の普及者だったが、その後弾圧を受けて収容所で亡くなった。 実際、液晶が発見されてから使いこなせるようになるまで80年もかかりました。

1.2. 液晶を研究する過程で、物質の第 4 状態の物理的理由が明らかになりました。 主なものは、分子の非球形の形状です。 これらの物質の分子は一方向に細長く、あるいは円盤状になっています。 このような分子は、特定の線に沿って配置されるか、選択された平面内に配置されます。 結晶相には主に 3 つのタイプが知られています。 ネマチック(ギリシャ語の「ネマ」つまり糸から)、 スメクチック(ギリシャ語の「スメグマ」-石鹸から)、 コレステリック。


ネマティック液晶では、分子の質量中心が配置され、液体のように無秩序に動き、分子の軸は平行です。 したがって、長距離秩序は分子の配向に関してのみ存在します。 実際、ネマチック分子は並進運動だけでなく、配向振動も行います。 したがって、分子の厳密な平行度は存在しませんが、支配的な平均配向が存在し (図 7.19)、配向振動の振幅は温度に依存します。 温度が上昇すると、配向の平行性からの逸脱が大きくなり、相転移点では分子の配向が無秩序になります。 この場合、液晶は通常の液体となる。

実際の応用において最も興味深いのは、室温でネマチック中間相に存在する物質である。 現在、さまざまな物質の混合物を調製することにより、-20 度から +80 度の領域、さらにはより広い温度範囲でネマチックが得られます。

液晶の配向順序を特徴付けるには、通常、次の 2 つのパラメータが導入されます。 ディレクターと学位オリエンテーションの順序、順序パラメータとも呼ばれます。 ディレクタは単位ベクトル I であり、その方向は分子の長軸の平均配向の方向と一致します。 ネマチック液晶では、ダイレクタは光軸の方向と一致します。 ベクトル I は、分子の配列における長距離秩序を現象学的に特徴付けます。 それは分子配向の方向を決定するだけであり、中間相の秩序がどの程度完璧であるかについての情報は提供しません。 長距離方向の秩序の尺度は次のとおりです。 順序パラメータ S、次のように定義されます:S=1/2(3 ² θ -1) (*)、ここで θ – 個々の分子の軸と液晶のディレクターの間の角度。 (*) の平均化は、分子の集合全体にわたって実行されます。 値 S=1 は完全な配向秩序、つまり理想的な液晶に対応し、S=0 は完全な配向無秩序を意味し、等方性液体に変化したネマチックに対応します。

コレステリック液晶ほとんどの場合コレステロールエステルであるため、その名前はコレステロールに由来しています。 同時に、コレステロール エステルに加えて、他の多くの物質もコレステリック中間相を形成します。 コレステリックを形成するすべての化合物の分子には、4 つの共有結合によって異なる原子または原子団と結合した不斉炭素原子が含まれています。 このような分子は、左手と右手のように、単純な重ね合わせによって分子同士を組み合わせることができません。 彼らは呼ばれています キラル分子(古代ヘブライ語の「相続人」-手から)。

キラル分子で構成されるコレステリック液晶は、ネマチック液晶と構造が似ていますが、根本的な違いがあります。 それは、ネマチックとは異なり、コレステリックにおける分子の均一な配向はエネルギー的に好ましくないという事実にある。 キラルコレステリック分子は、薄い単層では互いに平行に配置できますが、隣接する層では分子は特定の角度で回転する必要があります。 このような状態のエネルギーは、均一な配向の場合よりも小さくなります。 後続の各層では、層の平面内にあるディレクター I が再び小さな角度で回転されます。 したがって、コレステリック液晶では分子の螺旋状の秩序が形成されます(図7.20)。 これらの螺旋は左または右のいずれかになります。 隣接する層のベクトル I の間の角度 α は通常、1 回転の 100 分の 1 です。 α≈1®。 この場合、コレステリックヘリックスのピッチは Rは数千オングストロームで、スペクトルの可視部分の光の波長に相当します。 ネマチック液晶は、無限に大きな螺旋ピッチ (P→∞) をもつコレステリック液晶の特殊なケースと考えることができます。 分子のらせん状の秩序は、らせんの軸に垂直に印加される電場または磁場によって破壊される可能性があります。

スメクチック液晶は、ネマチック液晶やコレステリック液晶よりも秩序立っています。 それらは二次元の結晶のようなものです。 ネマティックにおける秩序と同様に、分子の配向的な秩序に加えて、分子の質量中心の部分的な秩序が存在します。 この場合、各層のディレクターは、コレステリックのように層の平面内に存在せず、層と特定の角度を形成します。

層内の分子の秩序の性質に応じて、スメクチック液晶は 2 つのグループに分類されます。 非構造を伴うスメクティクスそして 構造層を持つスメクティクス。

非構造層を備えたスメクチック液晶層内の分子の質量中心は、液体のように無秩序に配置されます。 分子は層に沿って非常に自由に移動できますが、分子の質量中心は同じ平面上にあります。 スメクティックと呼ばれるこれらの面は、互いに同じ距離、つまり分子の長さにほぼ等しい距離に位置しています。 図では、 図 7.21a は、そのようなスメクチックにおける分子の配置を示しています。 図に示すスメクティック液晶では、ダイレクタ I と面の法線 n の方向が一致しています。 言い換えれば、分子の長軸はスメクチック層に対して垂直です。 このような液晶をスメクティクス A と呼びます。 図 7.21b は、非構造層を含むスメクティックを示しています。この場合、ダイレクターは層の法線に沿って配向されていませんが、層に対して特定の角度を形成しています。このような分子の配置を持つ液晶はスメクティック C と呼ばれます。スメクティック液晶には、スメクティック A および C よりも複雑な秩序があります。その例はスメクティック F ですが、その秩序の詳細はまだ十分に研究されていません。

構造層を備えたスメクティクス私たちはすでに 3 次元の統計的順序付けを扱っています。 ここでは、分子の質量中心もスメクチック層内にありますが、二次元格子を形成しています。 ただし、結晶物質とは異なり、層は相互に自由にスライドできます (他のスメクティックと同様!)。 この層の自由な滑りにより、すべてのスメクティックは石鹸のような感触を持ちます。 (ギリシャ語の「スメグマ」は石鹸を意味します) 多くのスメクティクスでは、スメクティクス B と同じ分子の質量中心の順序がありますが、ディレクター I とスメクティクスの法線 n の間の角度は異なります。レイヤーはゼロ以外です。 この場合、擬似六方晶系の単斜晶系の秩序が形成される。 このようなスメクティックをHスメクティックと呼びますが、体心格子を持った立方晶構造に近いDスメクティックもあります。 新しく合成された液晶の中には、ネマチック、コレステリック、スメクチックに分類できないものもあります。 それらは通常、エキゾチック中間相と呼ばれます。 これらには、例えば、集中的に研究されている、いわゆるディスク型液晶、またはディスコティックが含まれる。

1.3. 偏光顕微鏡法は、液晶を研究するための最初の方法です。つまり、研究者が交差偏光子の偏光顕微鏡で観察した画像から、どのような種類のメソフェーズ、どのような種類の液晶相が形成されているかを判断できます。 これは、分子が配向秩序のみを形成するネマチック相の特徴的な図です。 これがスメクチック相の様子です。 これらすべてのスケールについてのアイデアを与えるために、つまり、それは分子スケールよりもはるかに大きいです。画像の幅は数百ミクロン、つまり、波長よりもはるかに大きい巨視的画像です。可視光の。 そして、そのような写真を分析することによって、どのような構造があるかを判断することができます。 当然のことながら、これらのメソフェーズの構造といくつかの構造的特徴を決定するためのより正確な方法(X 線回折分析、さまざまなタイプの分光法など)があり、これにより、分子がどのように、そしてなぜ何らかの方法で詰め込まれているかを理解することができます。 。

コレステリック中間相は次のようになります - 典型的な写真の 1 つです。

温度が変化すると、屈折の変化が観察されるため、色が変化し、遷移に近づきます。そして等方性溶融への遷移が観察されます。つまり、すべてが暗くなり、暗い画像が交差偏光子に表示されます。

液晶ポリマー。

液晶(LC)ポリマーは、特定の条件(温度、圧力、溶液中の濃度)下でLC状態に変化することができる高分子化合物です。 ポリマーの LC 状態は平衡相状態であり、アモルファス状態と結晶状態の中間位置を占めるため、メソモルフィックまたはメソフェーズ (ギリシャ語の mesos - 中間体に由来) とも呼ばれます。 メソフェーズの特徴は、高分子 (またはそのフラグメント) の配置における配向秩序の存在と、外部の影響がない場合の物理的特性の異方性です。 LC 相は自発的に形成される一方、高分子の高い異径性 (非対称性) により、ポリマー内の配向秩序はサンプルを単に引き伸ばすだけで簡単に誘導できることを強調することが非常に重要です。

ポリマーが熱作用 (加熱または冷却) の結果として LC 状態またはメソフェーズになる場合、それらはサーモトロピック LC ポリマーと呼ばれ、ポリマーが特定の溶媒に溶解したときに LC 相が形成される場合、それらはリオトロピック LC ポリマーと呼ばれます。

ポリマーがメソフェーズを形成する可能性を予測した最初の科学者は、V.A. カーギンとP. フローリー。

液晶ポリマー (LCP) は、大きな平行マトリックスに組織化された棒状構造であるポリマー鎖に主にベンゼン環を含む、独特な熱可塑性樹脂の一種です。 これらは、結晶性が高く、本来耐火性があり、サーモトロピック (溶融指向性) の熱可塑性プラスチックです。 LCP は半結晶性ポリマーに似ていますが、独自の明確な特性を持っています。

米。 1. 代表的な構造液晶ポリマー - ティコナ.

従来の半結晶性ポリマーは、溶融時には無秩序な(無秩序な)構造を持ち、冷却すると非晶質マトリックスに囲まれた高度に秩序化された結晶領域を形成します。 LCP 分子は溶融状態でも整然とした状態を保っており、せん断時に簡単に互いに滑り抜けます。 その結果、溶融粘度が非常に低くなり、非常に薄い壁の充填や最も複雑な形状の再現が容易になります。 流れ方向の収縮はほとんど (またはまったく) なく、硬化または硬化にほとんど時間がかかりません。 プロセスを正確に実行できるようにするために、多くの製造会社や設計者は液晶ポリマーを使用して、高温に耐える必要がある薄肉部品を製造しています。

米。 2. 当社製液晶を含む各種ポリマーの粘度ティコナ.

Vectra E130: LCP 電気ブランド
Ticona (Celanese/Hoechst AG のエンジニアリング ポリマー部門) が製造する Vectra 液晶ポリマー (LCP) は、結晶性が高く、サーモトロピック (溶融配向) 熱可塑性プラスチックであり、非常に正確で安定した寸法、優れた高温性能、高い剛性、および非常に薄い壁の製造に使用した場合の耐薬品性。 また、ポリマーは熱膨張係数が低く、3 つの軸方向寸法 (x、y、z) がすべて等しいです。 鉛フリーはんだ付けに必要な温度を含む、表面実装はんだ付け温度に耐えることができます。 このような特性により、ソケット、コイル、スイッチ、コネクタ、センサーなどの多くの電子用途で Vectra LCP が使用されるようになりました。 多くのブランドは、炭素残留物(または無視できる量)を生成することなく、セラミック、熱硬化性樹脂、およびその他の高温プラスチックを上回っています。
Vaupell Industrial Plastics は、軍用精密暗視装置用の内部バッテリー ハウジング ライニングを作成する必要があったとき、Vectra E130i LCP を使用して、成形収縮を実質的に排除することで製品開発を容易にしました。 また、幅広い温度範囲で優れた耐久性を実現しました。

米。 3. 赤外線暗視装置用のバッテリー ハウジング。Vaupell Plastics Industries によって成形されています。ベクトラ LCP企業 ティコナ .

バッテリーケースの内部ガスケットはアルミニウムの外殻に挿入されており、それらの間の隙間は0.05 mm以下です。 クローバーの葉の形をしたこの部品は、最大断面サイズが 5.08 cm、長さも 5.08 cm、上下が開いた壁の厚さは 0.56 mm です。 上端全体に沿った丸いフランジが、外側シェル内の所定の位置に保持します。

次世代高強度LCP
デュポンの次世代液晶ポリマー樹脂であるゼナイト LCP は、電子機器のコネクタやその他の成形部品の強度、剛性、精度の向上を約束します。 テストの結果、Zenite 6130LX で成形されたコネクタは、自動ピン挿入および基板組み立て中の損傷に対して優れた耐性を備えていることが示されています。 新しい樹脂は変形の少ない部品を製造することもできるため、部品のフィット感が向上し、はんだ付け時の降伏点​​を超える温度が上昇します。 バックプレーン ヘッドの破壊試験では、新しい樹脂により耐破壊性が 21% 向上し、破損するまでのたわみが 32% 増加し、より延性が高く脆性が低い破壊パターンが得られました。 テスト中は、コネクタの壁を押し広げるために、先が細くなった工具を備えたプレスが使用されます。 破壊力と壁のたわみを測定しました。 標準データを上回る強度と剛性の向上は、引張強さ、引張強さ、曲げ弾性率、曲げ強度においても明らかです。

米。 4.ゼナイト LCP デュポン プラスチックの次世代は、より耐久性の高い電子コネクタを約束します。

Zenite 6130LX から作られた成形コネクタのサンプルでも、はんだ線の強度が大幅に向上していることが実証されました。 初期世代の LCP で作られたテストサンプルにコンタクトを配置すると、接合線に小さな亀裂が発生しました。 新しい樹脂で成形した部品にはクラックは発生しませんでした。 他のテストでは、新しい樹脂で作られた部品は変形が少ないことが示されています。 テストされたコネクタの側壁のトーインは、初期世代の LCP で成形された部品のトーインより 23% 小さかった。 Zenite 6130LX は、さまざまなはんだ付け条件に対する耐性も優れています。 曲げ耐熱性は280℃と他のLCPより15℃高いです。 一般的な用途には、電気/電子産業、照明、通信、自動車点火および燃料装填システム、航空宇宙、光ファイバー、エンジン製造、画像デバイス、センサー、炉設備、燃料構造およびガスバリアなどの幅広いコンポーネントが含まれます。

Vectra MT LCP 医療グレード
Vectra の液晶ポリマーは、さまざまな医療用途でステンレス鋼に取って代わりました。 Vectra LCP の一部のグレードは USP クラス VI 規制に準拠しており、ガンマ耐性、蒸気オートクレーブ、およびほとんどの化学滅菌方法に対応しています。

米。 5. から成形された針のない注射器ベクトラ LCP MT会社 ティコナ .

Ticona は、医療機器、薬剤の包装および送達システム、その他の医療アプリケーションなどの医療技術 (MT) アプリケーションで使用するための 8 つのグレードの Vectra LCP MT を備えています。 Ticona の MT グレードは、皮膚、血液、組織の生体適合性に関する USP 23 クラス VI の要件を満たしています。 Ticona の医療用途向けグレードは、食品接触用途向けの欧州共同体指令 2002/72/EC および BfR 規格にもそれぞれ準拠しています。 BfR は、ドイツ連邦リスク評価研究所 (旧 BgVV、ドイツ連邦消費者健康獣医学研究所) の略です。 Ticona Vectra LCP 医療技術樹脂は、製薬メーカーや機器メーカーに広範な設計および処理能力を提供します。 これらには、射出成形および押出加工用の充填および非充填グレード、ならびにさまざまな流動特性および添加剤を備えたグレードが含まれており、これらにより、低摩擦および高耐摩耗性、改善された外観、より高い剛性およびその他の特性を備えた部品が製造されます。 Vectra LCP MT グレードは、長くて薄い部分に対して優れた強度、剛性、耐クリープ性、寸法安定性、および高い流動性を提供します。 耐熱性、耐薬品性に​​優れており、繰り返しの滅菌サイクルにも耐えられます。 これらは、医療機器や歯科機器の金属に取って代わることができ、ドラッグデリバリーシステムの高度に構造化されたコンポーネントに使用でき、低侵襲手術やその他の用途のためのデバイスのニーズを満たすことができます。

  • 1.4.1. 単位の化学異性
  • 1.4.3. 立体異性
  • 第 2 章 高分子の物理
  • 2.1. 高分子の物理学
  • 2.1.1. 完璧なボール
  • 2.1.2. 本物のチェーン。 除外されたボリューム効果
  • 2.1.3. チェーンの柔軟性
  • 2.2. ポリマーの弾性の性質
  • 2.2.1. 弾性力の熱力学成分
  • 2.2.2. 理想気体の弾性
  • 2.2.3. 理想的なボールの弾性
  • 2.2.4. ポリマーメッシュの弾性
  • 2.3. ポリマー系の粘弾性
  • 2.3.1. マクスウェルのモデル。 ストレス緩和
  • 2.3.2. レプテーション理論
  • 2.3.3. ケルビンモデル。 忍び寄る
  • 2.3.4. 動的粘弾性
  • 2.3.5. ポリマーの緩和特性。 重ね合わせの原理
  • 第3章 ポリマーソリューション
  • 3.1. 高分子溶液の熱力学
  • 3.1.1. 使用される熱力学の概念と量
  • 3.1.2. 混合のエンタルピーとエントロピーの計算原理
  • 3.1.3. フローリー・ハギンズ理論
  • 3.1.4. ポリマー溶液の集合的性質。 浸透圧
  • 3.1.5. 状態方程式。 溶液の熱力学的特性
  • 3.1.6. 溶液の排除体積と熱力学特性
  • 3.1.7. 溶解度が限られている。 分別
  • 3.2. ポリマー溶液の性質
  • 3.2.1. 腫れ。 ジェル
  • 3.2.2. 希薄ポリマー溶液の粘度
  • 3.2.3. 濃縮ポリマー溶液
  • 3.3. 高分子電解質
  • 3.3.1. 高分子の立体構造に対する電荷の影響
  • 3.3.2. 荷電鎖と対イオンの相互作用。 グリッドの崩壊
  • 3.3.3. 高分子電解質溶液の性質
  • 3.4. 高分子の液晶状態
  • 3.4.1. 物質の液晶状態の性質
  • 3.4.2. 液晶システムに対する温度と場の影響
  • 3.4.3. 液晶ポリマー溶液の粘度
  • 3.4.4. 高強度・高弾性率の液晶ポリマー繊維
  • 第4章 ポリマー体
  • 4.1. 結晶性ポリマー
  • 4.1.1. 結晶化条件。 高分子結晶の構造
  • 4.1.2. 結晶化の速度論
  • 4.2. 非晶質ポリマーの 3 つの物理状態
  • 4.2.1. 熱機械曲線
  • 4.2.2. ポリマーのガラス状および高弾性状態
  • 4.2.3. ポリマーの粘性流動状態
  • 4.2.4. ポリマーの可塑化
  • 4.3. ポリマーの機械的性質
  • 4.3.1. ポリマーの変形特性。 オリエンテーション
  • 4.3.2. 結晶性および非晶質ポリマーの理論的および実際の強度と弾性
  • 4.3.3. ポリマー破壊のメカニズムとメカニズム
  • 4.3.4. ポリマーの衝撃強さ
  • 4.3.5. 耐久性。 ポリマーの疲労強度
  • 4.4. ポリマーの電気的性質
  • 4.4.1. ポリマー誘電体
  • 4.4.2. リラックス状態への移行
  • 4.4.3. 合成金属
  • 第5章 連鎖重合法および段階重合法を使用したポリマーの合成
  • 5.1. ラジカル重合
  • 5.1.1. ラジカル重合の開始
  • 表 5.1 の終わり
  • 5.1.2. 素反応と重合反応速度論
  • 1. 開始。
  • 2. チェーンの成長。
  • 3. サーキットブレーク。
  • 5.1.3. ラジカル重合時の分子量分布
  • 5.1.4. ラジカル重合における温度と圧力の影響
  • 5.1.5. チェーン終端の普及モデル。 ジェル効果
  • 5.1.6. 触媒連鎖移動
  • 5.1.7. 擬似リビングラジカル重合
  • 5.1.8. 乳化重合
  • 5.2. カチオン重合
  • 5.2.1. 初歩的な反応。 動力学
  • 5.2.2. 擬似カチオン重合および擬似リビングカチオン重合
  • 5.2.3. 溶媒と温度の影響
  • 5.3. アニオン重合
  • 5.3.1. 基本的な開始反応
  • 5.3.2. 連鎖停止を伴うアニオン重合の反応速度論
  • 5.3.3. リビング重合。 ブロックコポリマー
  • 5.3.4. グループ移動重合
  • 5.3.5. 温度、溶媒、対イオンの影響
  • 5.4. イオン配位重合
  • 5.4.1. チーグラー・ナッタ触媒。 歴史的側面
  • 5.4.2. 不均一系チーグラー・ナッタ触媒での重合
  • 5.4.3. ジエンのアニオン配位重合
  • 5.5. イオン重合によるヘテロ鎖ポリマーの合成
  • 5.5.1. カルボニル含有化合物
  • 5.5.2. エステルとエポキシドの開環重合
  • 5.5.3. ラクタムとラクトンの重合
  • 5.5.4. その他の複素環
  • 5.6. 段階重合
  • 5.6.1. 平衡重縮合および非平衡重縮合
  • 5.6.2. 重縮合の反応速度論
  • 5.6.3. 重縮合時のポリマーの分子量分布
  • 5.6.4. 分岐および架橋ポリマー
  • 5.6.5. フェノプラスチック、アミノプラスト
  • 5.6.7. ポリウレタン。 ポリシロキサン
  • 5.6.8. 剛鎖芳香族ポリマー
  • 5.6.9. ハイパーブランチポリマー
  • 5.7. ポリマー合成の一般的な問題
  • 5.7.1. 合成の熱力学
  • 5.7.2. イオン重合とラジカル重合の比較
  • 5.7.3. 擬似リビング重合プロセスの一般性について
  • 第6章 連鎖共重合
  • 6.1. 共重合の定量理論
  • 6.1.1. 共重合体の組成曲線とモノマーの相対活性
  • 6.1.2. コポリマーの組成と微細構造。 統計的アプローチ
  • 6.1.3. 多成分共重合
  • 6.1.4. 共重合から深い変換まで
  • 6.2. ラジカル共重合
  • 6.2.1. 共重合率
  • 6.2.2. プレターミナルリンク効果の性質
  • 6.2.3. ラジカル共重合における温度と圧力の影響
  • 6.2.4. 交互共重合
  • 6.2.5. 反応環境の影響
  • 6.2.6. モノマーとラジカルの構造と反応性の関係。 スキームq-e
  • 6.3. イオン共重合
  • 6.3.1. Ka I イオン共重合
  • 6.3.2. アニオン共重合
  • 6.3.3. チーグラー・ナッタ触媒での共重合
  • 第7章 高分子化学
  • 7.1. 試薬としての高分子の特徴
  • 7.1.1. 隣接リンクの影響
  • 7.1.2. 高分子効果と超分子効果
  • 7.2. ポリマーの架橋
  • 7.2.1. 塗料の乾燥
  • 7.2.2. ゴムの加硫
  • 7.2.3. エポキシ樹脂の硬化
  • 7.3. ポリマーの破壊
  • 7.3.1. 熱破壊。 環化
  • 7.3.2. 熱酸化破壊。 燃焼
  • 7.3.3. 光破壊。 光酸化
  • 7.4. ポリマーに類似した変換
  • 7.4.1. ポリビニルアルコール
  • 7.4.2. セルロースの化学変化
  • 7.4.3. セルロースの構造修飾
  • 文学
  • 4.2.2. ポリマーのガラス状および高弾性状態

    ガラス状態は、非晶質ポリマーの固体状態の形態の 1 つであり、高い弾性率 E≈2.2・10 3 ~5・10 3 MPa の小さな弾性変形を特徴とします。 これらの変形は、原子間の距離と主鎖の結合角のわずかな変化に関連しています。

    高弾性状態は、大きな可逆変形(最大600〜800%)とポリマーの弾性率の低い値(0.2〜2 MPa)を特徴とします。 高弾性変形中のポリマーの伸長には熱の形でのエネルギーの放出が伴いますが、収縮には圧縮が伴います。 変形可能なポリマーの弾性率は温度の上昇とともに増加しますが、ガラス状態の弾性率は減少します。 高度に弾性のある変形は、セグメントの動きによって引き起こされ、したがって緩和分子動力学プロセスであるため、時間の経過とともに発生します。

    ガラス状および高弾性状態のポリマーの変形中に発生する弾性力の性質については、セクションで説明します。 2.2.1. 前者の場合、それは内部エネルギーの変化に関連し、後者の場合、エントロピーに関連します。 高分子コイルの最も可能性の高いサイズの復元に関連するエントロピー弾性の分子機構については、セクションで詳しく説明します。 2.2.

    高弾性状態は、「架橋」ゴム、つまり「架橋」ゴムで最も明確に現れます。 ゴム 線状ポリマーでは、不可逆的な変形が可逆的な変形に重ねられます。 流れ。 ポリマーでは、-100 ~ 200 °C のさまざまな温度範囲で高弾性状態が観察されます。 高弾性材料の技術的使用は、その衝撃吸収特性と低弾性率に関連しています。

    高周波の周期的な外部力にさらされると、高弾性状態にあるポリマーは、セグメントの可動性の「凍結」を伴わない弾性硬変形状態に変化する可能性があります (表 4.1)。 構造ガラス転移温度を超える温度の力場におけるこの種のガラス転移は、機械的ガラス転移と呼ばれます。 この現象の性質については、前のセクションで説明しました。 2.3.4.

    ポリマーのガラス転移は緩和プロセスです。 それはリラクゼーションと関連しています。 主鎖の 5 ~ 20 個の原子を含む高分子のセグメントを移動することによって (その柔軟性に応じて)。 このプロセスには顕著な協力的な性格があります。

    ガラス転移中、熱容量、体積膨張の温度係数、熱圧縮率が急激に変化しますが、比体積、​​エンタルピー、エントロピーの曲線にはねじれのみが観察されます。 T T s におけるギブス関数の二次導関数

    これは二次相転移の兆候です。 それにもかかわらず、ガラス転移は相転移ではありません。

    表4.1 さまざまなクラスのポリマーのガラス転移温度、立体因子 (柔軟性) σ、および Kuhn セグメント

    クーンセグメント、nm

    柔軟な鎖状ポリマー:

    ポリクロロプレン

    ポリジメチルスプロキサン

    ポリエステル

    シスポリイソレン(天然ゴム)

    ポリブタジエン

    脂肪族ポリアミド

    ポリメチルメタクリレート

    ポールとメチルアクリル

    ポリブチルアクリレート

    ポリ酢酸ビニル

    ポリスチレン

    ポリエチレン

    ポリプロピレン

    ポリアクリロニトリル

    ポリ塩化ビニル

    剛直鎖ポリマー:

    テレフタル酸およびフェノールフタレインポリアリレート

    テレフタル酸とアニフタレインのポリアミド

    ポリイミド二無水物 3,3",4,4"-テトラカルボキシフェニルオキシドおよびアニリンフルオレン

    それは系の非平衡準安定状態につながるからです。 これは、次のような多くの運動特性によって確認されます。

    冷却速度の低下に伴うガラス転移温度の単調かつ無制限の低下、またはその逆。

    ガラス転移および二次相転移中の熱容量の変化とは反対の方向に変化します(ガラス転移中、熱容量は減少します)。

    通常、冷却速度が 10 倍変化すると、ガラス転移温度は約 3 °C 変化しますが、10 ~ 15 °C 変化する場合があるのは一部のケースのみです。 Bartenev は、さまざまな温度変化率でのガラス転移温度を計算する式を提案しました。

    ここで、c は材料定数です。 co - 加熱速度 (°C/秒)。

    ガラス転移の理論。あらゆる運動単位の移動度は、式 (2.93) に従って、活性化エネルギーに指数関数的に依存する緩和時間 t によって決定されます。 温度が低下すると、セグメントの移動の活性化エネルギーが急速に増加し、これはポリマーの自由体積の減少と協調緩和システムの増加に関連することが示されています。 ガラス転移中、自由体積は最小値に達し、セグメントの動きが停止します。 ポリマーの自由体積 Vst は次の式で求められます。

    ここで、V は総体積、つまり ポリマー本体の実体積。 V 3 - 高分子の体積に等しい占有体積。 自由体積は微細孔の形でポリマー全体に分布しており、その起源は構造の不均一性に関連しています。

    加熱中の体積の変化は係数によって特徴付けられます。

    拡張子。 T > T c では、ポリマーの体積の変化は主に自由体積の変化によって決まります。この領域の膨張係数は 1 として表されます。 Tで< Т с свободный объем изменяется в существенно меньшей степени (рис. 4.6), изменение объема полимера в этой области происходит по закону, характерному для твердых кристаллических тел с коэффициентом объемного расширения 2 . Величина ∆= 1 - 2 имеет физический смысл коэффициента температурного расширения свободного объема. Она связана с температурой стеклования полимеров эмпирическим уравнением Бойера-Симхи:

    Gibbs と Di Marzio の理論では、ポリマーのガラス転移プロセスは、高分子の可能な立体構造の数によって決定される、系の熱力学的状態の観点から考慮されます。 鎖ユニットを配向させる可能な方法は、配座異性体の高いε 1 エネルギー値と低いε 2 エネルギー値に対応する 2 つの極端な場合に集約できると想定されます。 鎖の回転異性体モデルに関連して、最初の異性体は±ゴーシュ異性体に起因し、2 番目はトランス異性体に起因すると考えられます。 T>T c において、ポリマーは、大きな立体構造セットおよび顕著なモル立体構造エントロピーS K によって特徴付けられる。 温度が低下すると、セグメントの熱運動の強度が減少します。 鎖の柔軟性、したがって、内部エネルギーの大きな値 (ε 1) に対応する配座は凍結され、S K が減少します。 ある温度 T = T 2 では、トランス配座の「+」または「-」ゴーシュへの転移が不可能になり、セグメントの熱運動が停止します。 これは、ボルツマンの公式を適用して構造エントロピーを計算し、熱力学的確率が構造数に等しいと仮定した場合、ΔS K = 0 であることを意味します。

    T2 は、結晶と比較した過冷却液体 (この場合は非晶質ポリマー) の過剰なエントロピーがゼロになる温度であるため、ギブス-ディ マルツィオ理論におけるガラス転移は二次相転移と考えられます。 実際、ガラス転移中には、熱容量の急増、体積膨張係数の急激な変化など、そのような転移の正式な兆候が観察されます。さらに、ガラス転移中には、ゴーシュと熱の再分布が見られることが示されました。ギブス・ディー理論マルツィオに従って提案されているように、トランス異性体が発生します。 実際には、常に T c > T 2 であることが判明しました。 したがって、理論の著者らは、ポリマーの緩和現象が最小限に抑えられる、極小のポリマー冷却速度でのみ T 2 = T c になると仮定しました。 しかし、この条件下であっても、ガラス転移を二次相転移と同定するのは誤りです。 ガラス転移は準安定状態を固定し、そのエントロピーはどの温度でも結晶状態のエントロピーよりも大きくなります。 したがって、T 2 と T c には 2 つの独立した遷移があり、それらは相互に相関していると考えるべきです。 ガラス転移の熱力学理論は、アダムとギブスの研究でさらに発展しました。

    ガラス転移の速度論。強い分子間相互作用を持つ極性ポリマーの場合、ガラス転移の最初の理論の 1 つである Zhurkov 理論によって良好な結果が得られます。 この理論によれば、ポリマーのガラス転移、つまり セグメントの熱運動の停止は、弱い分子間凝集結合、つまり双極子、ドナー-アクセプター(水素を含む)の空間ネットワークの形成によるものです。

    分子間相互作用のエネルギーは温度にほとんど依存しませんが、ユニットの熱運動のエネルギーは kT に比例します。 温度が低下すると、熱運動のエネルギーが減少し、分子間相互作用の力に打ち勝つにはエネルギーが不十分であることが判明すると、分子間結合のネットワークが形成されます。 ガラス転移 この場合、ガラス状態に移行するには、クーンセグメントの可動性を「凍結」するだけで十分ですが、他の構造要素(リンク、側方置換基)の動きは維持されます。

    多くの極性ポリマー (ポリアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン) のガラス状態への移行中に分子間結合が形成されることは、IR 分光法によって証明されています。 Zhurkov の理論によれば、ポリマーの極性が増加し、その結果として鎖の剛性が増加すると、ガラス転移温度の値が増加します (図 4.7)。

    低分子量化合物を少量添加してポリマーの極性基をブロックすると、高分子間相互作用が低下し、それに応じてガラス転移温度が低下します。 実験データはこの立場を裏付けています。

    上記に基づいて、ガラス転移温度は主に鎖の柔軟性と構造転移の可能性を決定する要因に依存することは明らかです。 鎖の柔軟性は、主鎖の結合の性質、およびこの鎖の置換基の量と極性によって決まります。 たとえば、鎖にエーテル結合を導入すると柔軟性が高まり、アミド基を導入すると柔軟性が低下することが知られています。 これに従って、最初のケースではガラス転移温度が低下し、2 番目のケースではガラス転移温度が上昇します (表 4.1 を参照)。 代理人の影響力は、ほとんどの場合次のように現れます。

    いわゆるバルク非変形性置換基はガラス転移温度を上昇させます。たとえば、ポリスチレンとポリビニルナフタレンの場合、ガラス転移温度はそれぞれ 100 °C と 211 °C です。

    柔軟な側基はガラス転移温度を下げます。たとえば、ポリメチルアクリレートとポリブチルアクリレートのガラス転移温度はそれぞれ 2 °C と -40 °C です。

    置換基の極性が増加すると、鎖の回転の自由が制限されるため鎖の柔軟性が低下し、その結果、ガラス転移温度が上昇します。

    上で述べたように、低分子量値の領域では、後者はポリマーのガラス転移温度に影響を与えます。 これは、短鎖を含むポリマーの自由体積が増加することによって説明されます。これは、その末端が高分子の密な充填を妨げるためです。 低分子量ポリマーの自由体積が過剰であると、高分子量のポリマーに比べて、より低い温度で高分子の立体配座転移が起こる可能性があります。

    架橋ポリマーの場合、逆の現象が起こります。架橋により高分子が「結合」され、自由体積が減少し、「架橋」ポリマーのガラス転移温度が上昇します。直線的なもの。

    "

    モスクワ州立大学化学部高分子化合物学科の上級研究員、准教授、化学博士、2009年ロシア連邦若手科学者大統領賞受賞者の講義録を公開します。 、アレクセイ・ボブロフスキー、プロジェクト「公開講義Polit. RU」の一環として、2010年12月2日に工科大学博物館で行われた。

    以下も参照してください。

    講義テキスト。 パート1

    こんばんは! 規定を少し変更させていただきたいのですが、この講義は、最初に液晶、次に液晶ポリマーの2部構成になっておりますので、第1部の後に質問をさせていただきたいと思います。 より簡単になります。

    この講義の準備で私が自分自身に設定した主な課題は、液晶とその用途についての豊富な情報を皆さんに提供することではなく、何らかの形で皆さんに液晶に興味を持ってもらい、情報を提供することであると言っておきたいと思います。いくつかの初期コンセプト:それらが何であるか、そしてそれらがいかに美しくて興味深いかを、実用的な観点(どこで使用できるか)ではなく、科学と芸術の観点(それ自体がどれほど美しいか)から示します。 私のレポートの計画。

    まず最初に、液晶状態がいつどのように発見されたのか、液晶が他の物体と比べてユニークな点について説明します。レポートの後半では、液晶ポリマーとその興味深く素晴らしい理由についてお話します。 。

    ほとんどの物質では分子が結晶状態を形成しており、分子が三次元的に規則正しい三次元結晶格子を形成し、ある温度に加熱すると三次元秩序状態から三次元秩序状態への相転移が観察されることは誰もが知っています。乱れた液体状態、そしてさらに加熱すると気体状態になります。 液体の凝集状態を持ちながらも、何らかの秩序、つまり三次元ではなく二次元またはその他の縮退秩序を持った中間相がいくつか存在することが判明しました。 これから何について説明するか説明します。

    物質の異常な状態(当時はこの用語は存在していませんでしたが、物質の液晶状態)に関する最初の報告は 1888 年に行われました。 他のデータによると、このような異常な物質の状態は 1850 年に記録されていますが、1888 年にオーストリアの科学者フリードリッヒ・ライニッツァーがコレステロールの誘導体である安息香酸コレステリルという物質を調べ、50℃まで加熱すると次のような現象が起こることを発見したというのが一般的に受け入れられています。 145°で結晶相(白い粉末)は奇妙な白濁した液体に変わり、さらに179°まで加熱すると通常の透明な液体への転移が観察されます。 彼は純粋な安息香酸コレステリルを持っているかどうか確信がなかったため、この物質を精製しようとしましたが、それでもこれらの 2 つの相転移は再現されました。 彼はこの物質のサンプルを友人の物理学者オットー・フォン・レーマンに送りました。 リーマンは、通常の硬い結晶とは異なり、手触りが柔らかく、プラスチック結晶を含む通常の結晶を研究しました。 主な研究方法は、偏光光学顕微鏡法でした。この顕微鏡では、光が偏光子を通過し、物質を通過し、次に検光子を通過し、物質の薄層を通過します。 特定の物質の結晶を偏光子と検光子の間に置くと、さまざまな結晶物質の特徴的な画像であるテクスチャが表示され、結晶の光学的特性を調べることができます。 オットー・フォン・レーマンは、中間状態である妄想の理由を理解するのに役立ったことが判明しました。 オットー・フォン・レーマンは、結晶質物質である結晶のすべての特性は分子の形状のみに依存する、つまり分子がこの結晶内でどのように位置するかは問題ではなく、分子の形状が重要であると真剣に確信していました。 そして液晶の場合、彼の判断は正しかった - 分子の形状が液晶相を形成する能力 (主に分子の形状) を決定する。 ここでは、私の意見では最も重要である、液晶研究における主要な歴史的段階について話したいと思います。

    1888年、ライニッツァーは、液体と呼べるほど柔らかな結晶があると書き、その後、レーマンは流れる結晶についての記事を書き、実際、彼はこの用語を作りました。 液晶。 重要な歴史的エピソード: 20 ~ 30 年代、ソビエトの物理学者フレデリックスは、液晶の光学特性に対するさまざまな磁場と電場の影響を研究し、重要なことを発見しました。液晶内の分子の配向は、環境下で非常に簡単に変化するということです。外部フィールドの影響、そしてこれらのフィールドは非常に弱く、非常に急速に変化します。 60年代後半から液晶系と液晶相の研究ブームが始まり、それを使えるようになったことが関係している。 まず、通常の電子デジタル時計の情報表示システム、次に電卓、そしてコンピューター技術の出現により、液晶がディスプレイの製造に積極的に使用できることが明らかになりました。 当然のことながら、このような技術の飛躍は、基礎科学の観点から液晶の研究を刺激するものではあるが、液晶に関する科学的発見の間には、どれだけ大きな時間差があるのか​​を指摘しておきたい。 実際、人々は好奇心からそれらに興味を持っていましたが、実用的な関心はなく、誰もそれらの使用方法を知りませんでした。さらに、当時(20〜30年代)では相対性理論の方がはるかに興味深いものでした。 ちなみに、フレデリックスはソ連で相対性理論の普及者だったが、その後弾圧を受けて収容所で亡くなった。 実際、液晶が発見されてから使いこなせるようになるまで80年もかかりました。 私は科学資金調達の特殊性について話すときに、よくこの例を挙げます。

    液晶相の主な種類についてお話したいと思います。 メソフェーズ、つまり液晶相はどのように機能するのでしょうか?

    一般に、液晶相は、棒状または円盤状の形状を有する分子によって形成される。つまり、分子は形状異方性を有し、主に棒状または円盤状である。 セットアップが簡単な良い実験を想像してみてください。棒をランダムに箱に注ぎ、振った場合、この振った結果、棒自体が平行に積み重ねられていることがわかります。これが、最も単純なネマティックの仕組みです。位相が整えられています。 特定の方向に沿った配向秩序は存在しますが、分子の質量中心は無秩序です。 たとえば、質量中心が平面内にある場合、つまりそのような層状相の場合、スメクチック型のはるかに複雑な相が存在します。 コレステリック相は非常に興味深いものです。その局所的秩序はネマチック相と同じであり、配向秩序がありますが、数百ナノメートルの距離で特定の方向のねじれを持つらせん構造が形成され、次のような外観が得られます。この段階は、分子がキラルであるという事実によるものです。つまり、このような螺旋のねじれを形成するには分子のキラリティー (これが何であるかについては後で説明します) が必要です。 この相には、ネマチックのような興味深い特性もあり、何らかの応用が可能です。 私が説明したフェーズは最も単純なものです。 いわゆるブルーフェーズがあります。

    ポリマーについて話すときは、私の仕事に少し関係するので、それらについて少し触れます。 ここで、これらの線は分子の配向の方向を示しており、そのような相の主な構造要素は、分子の長軸の配向が巧妙に変化するような円柱です。つまり、この円柱の中心では配向がそれに沿っています。円柱の軸に沿って回転し、外周に向かうにつれて回転が観察されます。 これらの相は構造の観点から非常に興味深いものであり、偏光顕微鏡で見ると非常に美しいものです。低分子量液晶の場合、これらの相は数十分の 1 度、せいぜい 2 度の範囲で存在することに注意することが重要です。 -3°の温度範囲で、ポリマーの場合、これらの興味深い構造を捉えることができました。それについては後ほど説明します。 ちょっとした化学。 液晶分子の構造はどのようなものですか?

    通常、2~3 個のベンゼン環の芳香族部分が存在しますが、場合によっては 2 つの芳香族環が直接結合している場合や、連結部分が存在する場合もあります。 この断片が細長いこと、つまり、その長さが幅よりも大きいこと、およびかなり剛性があり、長軸の周りの回転が可能であることが重要ですが、この回転中、形状は細長いままです。 これは液晶相の形成にとって非常に重要です。 分子内に柔軟な尾部が存在することが重要です。これらはさまざまなアルキル尾部であり、さまざまな極性置換基の存在が重要です。 これはアプリケーションにとって重要であり、双極子モーメントと外部場で再配向する能力を生み出します。つまり、この分子は 2 つの主要な部分で構成されています。置換基 (極性または非極性) を備えたメソゲン フラグメントと柔軟な尾部です。それは曲がることができます。 なぜ必要なのでしょうか? これは内部可塑剤として機能します。なぜなら、硬い分子を摂取すると結晶化するからです。それらは中間相や液晶相のない三次元結晶を形成します。柔軟な尾部は、多くの場合、結晶間に中間相が形成されるのに役立ちます。そして通常の等方性液体。 別の種類の分子は、円盤状の分子です。 以下はそのようなディスクの一般的な構造です。メサフェーズも形成できますが、それらは細長い分子に基づく相とは完全に異なる構造を持っています。 偏光顕微鏡で見ると液晶がいかに美しいかを強調したいと思います。

    偏光顕微鏡法は、液晶を研究するための最初の方法です。つまり、研究者が交差偏光子の偏光顕微鏡で観察した画像から、どのような種類のメソフェーズ、どのような種類の液晶相が形成されているかを判断できます。 これは、分子が配向秩序のみを形成するネマチック相の特徴的な図です。 これがスメクチック相の様子です。 これらすべてのスケールについてのアイデアを与えるために、つまり、それは分子スケールよりもはるかに大きいです。画像の幅は数百ミクロン、つまり、波長よりもはるかに大きい巨視的画像です。可視光の。 そして、そのような写真を分析することによって、どのような構造があるかを判断することができます。 当然のことながら、これらのメソフェーズの構造といくつかの構造的特徴を決定するためのより正確な方法(X 線回折分析、さまざまなタイプの分光法など)があり、これにより、分子がどのように、そしてなぜ何らかの方法で詰め込まれているかを理解することができます。 。

    別の種類の画像は、短い DNA フラグメントの濃縮溶液 (水溶液) です。このような画像はコロラド大学で取得されました。 一般的に言えば、生物学的物体における液晶相の形成の重要性と特徴は、別の大きな議論のテーマであり、私はこの分野の専門家ではありませんが、生物学的性質の多くのポリマーは液体を生成することができると言えます。この液晶相が形成されるためには、水などの溶媒が存在することが重要である。 これらは私が受け取った写真です。

    これはコレステリック中間相がどのように見えるか、典型的な写真の 1 つです。 相転移がどのように美しいかを示したいと思います。温度が変化すると、相転移が観察できます。

    温度が変化すると、屈折の変化が観察されるため、色が変化し、遷移に近づきます。そして等方性溶融への遷移が観察されます。つまり、すべてが暗くなり、暗い画像が交差偏光子に表示されます。

    別のケースでは、もう少し複雑です。最初は暗い絵が見えますが、自然が私たちを欺いており、分子は等方性の融解物のように見えるように配向されているだけですが、液晶相が存在していました。 これは、別の液晶相への転移です。冷却すると、配向がより秩序正しく変化します。 赤色は一定のピッチの螺旋構造に関連付けられており、螺旋のピッチが変化すると螺旋がねじれ、色の変化が生じます。 さまざまなディスクリネーションが見られます。つまり、螺旋がねじれています。そして、ある時点でこのサンプルの結晶化が観察され、すべてが青色に変わります。 これは、例えば液晶を研究する私の個人的な動機の 1 つはその美しさであり、私は喜んで顕微鏡で液晶を観察し、毎日これを行うことに幸福感を感じており、美的関心が裏付けられているという事実によって示されています。科学的関心によって。 これから結晶化が起こり、すべてがリアルタイムで起こります。 余分な機能はありません。顕微鏡に取り付けられた普通のソープディッシュなので、品質は適切です。 ここで、この化合物の球晶が成長します。 この化合物は、チェコ共和国の化学者によって私たちのために合成されました。 (LCD 化合物も自社で合成しています。) これらが広く使用されている理由について少し説明する必要があります。

    コンピューターモニター、ディスプレイ、テレビモニターはもちろんのこと、携帯電話のモニターはすべて液晶をベースにしており、一般にプラズマモニターやLEDモニターとの激しい競争があるため、私たち一人一人は少量の液晶を持ち歩いています。私の知る限り(私はこの分野の専門家ではありません)、いいえ。 液晶は安定しており、画像を切り替えるのに多くの電圧を必要としません。これは非常に重要です。 液晶では重要な組み合わせが観察されます。いわゆる特性の異方性、つまり媒体内の異なる方向での特性の非類似性、低粘度、言い換えれば流動性であり、ある種の光学的特性を作り出すことが可能です。特徴的なスイッチング時間ミリ秒、場合によってはマイクロ秒でスイッチングおよび反応するデバイスは、目がこの変化の速度に気付かないときのものです。これが、LCD やテレビ ディスプレイの存在が可能であり、外部フィールドに対する非常に高い感度の理由です。 これらの効果はフレデリックスよりも先に発見されていましたが、フレデリックスによって研究されました。これから説明する配向遷移はフレデリックス遷移と呼ばれます。 シンプルなデジタル時計の文字盤はどのように機能するのでしょうか?また、なぜ液晶がこれほど広く使用されているのでしょうか?

    デバイスは次のようになります。液晶層があります。 棒は液晶分子の配向方向を表します。もちろん縮尺通りではありません。残りの設計要素よりもはるかに小さく、2 つの偏光子があり、偏光板がなければ交差するように交差しています。液晶層では光は通過しません。 電界を印加できるように、その上に薄い導電層が塗布されたガラス基板があります。 液晶分子を特定の方向に配向させるための難しい層もあり、その配向は、上部の基板では分子が一方向に配向され、もう一方の基板では垂直方向に配向されるように設定されています。つまり、液晶分子のねじれ配向が組織化されているため、光は偏光子に当たると偏光され、液晶媒体に入り、その偏光面は液体の配向に従って回転します。結晶分子 - これらは液晶分子の性質です。 したがって、平面偏光で 90 度回転するという事実により、光はこの幾何学構造を静かに通過し、電場が印加されると、分子は電場に沿って整列するため、偏光はその偏光を変化させません。他の偏光子を通過することはできません。 このように暗い画像が表示されます。 実際には、腕時計に鏡が使用されており、何らかのイメージを視覚化できるセグメントを作成できます。 これは最も単純なスキームです。もちろん、液晶モニターははるかに複雑な構造であり、多層であり、層は通常、数十ナノメートルからミクロンまで非常に薄いですが、原理は基本的に同じであり、この移行は分子の配向が電場または磁場に沿って変化すること (モニターでは電場を使用する方が簡単です) はフレデリックス転移 (効果) と呼ばれ、このようなすべてのデバイスで積極的に使用されています。 最初のプロトタイプは文字盤内のネマチックディスプレイです。

    これは、液晶分子の配向を変えるためにどれだけ小さな電場が必要かを示す図です。 実際、これは電解質として 2 つのジャガイモで構成されるガルバニ電池です。つまり、このような再配向には 1V 程度の非常に小さな電圧が必要です。そのため、これらの物質は非常に広く使用されています。 別の用途として、コレステリック液晶について話しますが、これについては後ほど詳しく説明しますが、これは温度に応じて色を変えることができるという事実によるものです。

    これは螺旋のピッチの違いによるもので、温度分布などを可視化することが可能です。 小分子液晶についての説明は終わりましたので、高分子液晶に移る前に、小分子液晶についての質問に耳を傾けたいと思います。

    講義についてのディスカッション。 パート1

    タチアナ・スカノワ, 生物有機化学研究所: 素人の質問に答えます: 液晶の色はどの範囲で変化しますか? これは液晶の構造にどのように依存しますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:コレステリック液晶について話しています。 ここでは、コレステリックヘリックスのピッチに応じて色が変化します。 それぞれ不可視領域である紫外領域の光を選択的に反射するコレステリックがあり、赤外領域、つまりミクロン、数十ミクロン、そしてカラー写真の場合は、偏光光学顕微鏡で示しましたが、その場合はより複雑で、色は偏光、つまり液晶内の偏光面が異なる回転をするという事実によるもので、これは、液晶の偏光面に依存します。波長。 色の範囲は複雑で、可視範囲全体をカバーしており、さまざまな色を得るために工夫することができます。

    ボリス・ドルギン:人生についてもう少し詳しく教えていただけますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 生活について? 特に生物学における液晶の役割について教えてください。

    ボリス・ドルギン: はい。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 残念ながら、これは私の主題ではありません。 最後に本のリンクを貼っておきます。 まず第一に、彼らが生物学における液晶の関連性について話すとき、彼らは医学でどのように使用できるかについて話します。多くの異なる選択肢があります。 脂質細胞膜では、液晶状態は適切な生物学的温度で発生します。

    ボリス・ドルギン: そして、これはまったく成果物ではなく、追加の研究です。

    アレクセイ・ボブロフスキー: はい。 液晶状態の役割はまだよくわかっていないように思えます。細胞内の DNA が液晶状態で存在できるという証拠があることもありますが、これは将来の研究課題です。 これは私の科学の分野ではありません。 私は液晶性合成ポリマーにもっと興味があるので、それについてはまたお話しします。

    ボリス・ドルギン: LCD ポリマーは完全に人工的なものですか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:はい、ほとんどすべてが人工的です。 たとえば、一部の甲虫や蝶の色は、液晶ではなく、キチン質の生体高分子による凍結した液晶状態によるものです。 このようにして、進化は色が顔料によるものではなく、ポリマーの巧妙な構造によるものであることを解明しました。

    ミハイル・ポターニン: 液晶の磁気感度について質問です。 彼らは地球の磁場に対してどれくらい敏感ですか? それらを使ってコンパスを作ることは可能でしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: いいえ、あなたがすることはできません。 残念ながら、このようなことが起こりました。 液晶の感度は何で決まるのでしょうか? 反磁性感受性と誘電率の概念があり、電場の場合はすべてがはるかに便利で優れています。つまり、そのような液晶セルに実際に1 Vを印加するだけで十分です。磁場の場合はテスラのことを指しますが、そのような磁場の強さは地球の磁場の強さとは比較にならないほど高く、

    レフ・モスコフキン:全く素人的な質問かもしれませんが。 講義は本当に魅力的で、美的満足感も大きいですが、プレゼンテーション自体はそれほどではありません。 あなたが示した写真は核に似ています - それらは審美的にも活発です - あなたの写真は周期的ではありませんが、ジャボチンスキー反応に似ています。 ありがとう。

    アレクセイ・ボブロフスキー: この質問に答える準備ができていません。 これは文献で調べる必要があります。 ポリマーや液晶には「スケーリング」、つまり自己相似性の理論があります。 この質問に答えるのは難しいと思います。私にはこのテーマについての知識がありません。

    ナタリア:現在、ロシアの科学者にノーベル賞が授与されている。 もしフレデリックスが生きていたら、この賞を受賞できたと思いますか? 一般的に、このテーマに取り組んだ科学者の中にノーベル賞を受賞した人はいますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:もちろん、フレデリックスが第一候補になると思います。 彼は戦争中に収容所で死亡した。 もし彼が 1968 年から 1970 年まで生きていたら、彼はノーベル賞の第一候補になっていたでしょう - これは明らかです。 まだ偉大な物理学者ですが、受賞はしませんでした(私たちは科学者について話しています)、ツヴェトコフはサンクトペテルブルクの物理学者学校の創設者ですが、残念ながら、それはある程度崩壊しました。 液晶分野で誰がノーベル賞を受賞したかという問題は特に検討も研究もされなかったが、私の考えではポリマーと液晶分野でノーベル賞を受賞したのはポール・ド・ジェンヌだけである。

    ボリス・ドルギン: 液晶を研究するという流行は永遠に終わってしまったのでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:はい、もちろん、もう興奮することはありません。最も単純なメソフェーズ(ネマティック液晶相)についてはすでに多くのことが明らかであり、それが使用に最適であることは明らかだからです。 よく研究されている相に比べていくつかの利点が得られるため、より複雑な相には依然として関心が集まっていますが、液晶状態に関する出版物の数は減少しています。

    ボリス・ドルギン:つまり、理解における質的な飛躍は見られず、全体的な謎が存在するゾーンも見られません。

    アレクセイ・ボブロフスキー:何が起こるか分からないので、予測はしない方が良いと思います。 科学は常に一貫して発展するわけではありません。 時々、奇妙なジャンプがあるので、私はいかなる予測もすることを約束しません。

    コンスタンチン・イワノビッチ:人命にとってどれくらい安全なのか知りたいです。

    アレクセイ・ボブロフスキー: LCD ディスプレイを製造する人々は安全性テストを受けます。 液晶は1リットル飲むと気分が悪くなるかもしれませんが、ミリグラム単位なので大きな危険はありません。 これは、壊れて水銀が漏れた体温計よりもはるかに安全です。 これは害において全く比較にならないほどです。 現在、液晶のリサイクルに関する研究が進んでいます。 私は、この問題が真剣に受け止められており、すでに大量のスクラップがあり、それをどのように再利用できるかについて、環境への問題は最小限であるという報告を聞いたことがあります。 彼らは安全です。

    ボリス・ドルギン:最後にとても興味深いことがありました。 中古の液晶モニターなどを想像すると。 次に彼に何が起こるでしょうか、何が起こっているのでしょうか? それはどのように処分されますか? それとも処分されないのでしょうか、あるいは何らかの形で分解されるのでしょうか、それとも残るのでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:外部からの影響で最初に分解されるのは液晶分子だと思います。

    ボリス・ドルギン:では、ここには特に特徴はないのですか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: もちろん違います。 プラスチックやポリマーのリサイクルに関する問題はさらに複雑だと思います。

    オレグ: 液晶相の温度範囲は何によって決まるのか教えてください。 ご存知のとおり、最新のディスプレイはすべて、非常に広い温度範囲で動作します。 これはどのようにして達成されたのでしょうか?また、それらは物質のどのような性質や構造によって決定されるのでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:素晴らしい質問です。 実際、通常の化合物、個別に合成される有機化合物のほとんどは、私が示したような温度を持ち、安息香酸コレステリルは 140 度で融解し、次に等方性分解は 170 度です。 個々の物質は室温付近で融点が低く、50度付近で通常の等方性液体に変化するものもありますが、氷点下までの広い温度範囲を実現するには混合物を作る必要がありました。 従来の異なる物質の混合組成物は、混合すると融点が大幅に低下します。 そんなトリック。 通常、これらは同族列であり、表示で使用されるのはビフェニル誘導体であり、X とニトリル置換基がなく、異なる長さの尾部がアルキル尾部とみなされ、5 ~ 7 成分の混合物により低化が可能になります。融点を0°未満にしながら、透明化温度、つまり液晶が等方相に転移する温度を60°以上に保つ - これは非常にトリックです。

    講義テキスト。 パート2

    まず、ポリマーとは何かということについてお話したいと思います。

    ポリマーは、繰り返しの繰り返し、つまり同一の単位の化学結合によって得られる化合物です。最も単純な場合、同一の単位であり、ポリエチレンの場合、これらは単鎖で互いに接続された CH 2 単位です。 もちろん、DNA 分子であっても、構造が繰り返されず、非常に複雑な方法で組織化されている、より複雑な分子があります。

    ポリマー トポロジーの主なタイプ: 最も単純な分子は直鎖分子ですが、分岐した櫛型ポリマーもあります。 櫛形ポリマーは、液晶ポリマーの調製において重要な役割を果たしてきた。 星型の環状ポリカテナンは、さまざまな分子形状です。 液晶状態の研究が本格化したとき、液晶が研究されていたとき、あるアイデアが生まれました。液晶の独特な光学特性とポリマーの優れた機械的特性、つまりコーティングやフィルムを形成する能力を組み合わせることができないかというものです。 、一部の製品は? そして1974年に頭に浮かんだこと(最初の出版物がありました)-60年代後半から70年代初頭にかけて、彼らは液晶ポリマーの製造に対するさまざまなアプローチを提案し始めました。

    1つのアプローチは、棒状、棒状の分子を線状高分子に結合させることですが、そのようなポリマーは液晶相を形成しないことが判明しました。それらは通常の壊れやすいガラスであり、加熱されると分解し始め、何も生じません。 。 そして並行して、2つの研究室(これについては後ほど詳しく説明します)で、柔軟なスペーサー(ロシア語でデカップリング)を介して、このような棒状分子をポリマー主鎖に結合させるアプローチが提案されました。 そして、次のことが判明します。ポリマー主鎖間にはわずかな自律性があり、主鎖はほぼ独立して進行し、棒状分子の挙動、つまりポリマー主鎖は棒状分子の形成を妨げません。液晶相の断片。

    このアプローチは非常に有益であることが判明し、並行して、ソ連のニコライ・アルフレドヴィッチ・プレートの研究室とリングスドルフの研究室の2つの研究室で、そのようなアプローチが独自に提案され、私は今、この研究室で働けることをうれしく思っています。モスクワ州立大学化学部のヴァレリー・ペトロヴィッチ・シバエフの研究室、つまり、私はこれらすべてが発明された研究室で働いています。 当然、優先順位についての議論はありましたが、それはすべて重要ではありません。

    液晶ポリマーの主な種類。 ここでは、そのような主鎖やポリマー主鎖の主基(これはそのようなポリマーの一種です)については説明しません。主に、棒状の断片が結合した櫛型液晶ポリマーについて説明します。柔軟な脂肪族デカップラーを介した主鎖。

    合成および異なる特性の組み合わせの観点から液晶ポリマーを作成するアプローチの重要な利点は、ホモポリマーが得られる可能性である。 つまり、ここに概略的に示されているように、たとえば二重結合により鎖状分子を形成できるモノマーを使用すると、ホモポリマー、つまり分子が同一の棒状の断片で構成されているポリマーを得ることができます。または、2 つの異なるフラグメントを組み合わせてコポリマーを作成することもできます。両方ともメソフェーズを形成することも、非メソゲン フラグメントとメソゲン フラグメントを組み合わせることもできます。また、異なる成分を化学的に強制的に同じ状態にする能力があることがわかりました。ポリマー系。 言い換えれば、そのようなモノマーとそのようなモノマーを化学結合せずに混合しようとすると、それらは 2 つの別々の相を与え、それらを化学的に結合することによって、それらを強制的に同じ系に置くことになります。次に、なぜこれが起こるのかを説明します。いいね。

    高分子液晶と低分子液晶の重要な利点および違いは、ガラス状態を形成できることです。 温度スケールを見ると、高温では等方相があり、温度が下がると液晶相が形成され(この条件下ではポリマーは非常に粘性の液体のように見えます)、冷却すると液晶相に転移します。ガラス状の状態が観察されます。 この温度は通常、室温に近いか、室温よりわずかに高いですが、これは化学構造によって異なります。 したがって、液体であるか結晶状態になる低分子量化合物とは異なり、構造が変化します。 ポリマーの場合、この構造はガラス状態で凍結していることが判明し、この状態は数十年間持続する可能性があります。これは応用の観点から重要です。たとえば、情報の保存を記録する場合、その構造を変更できます。分子の構造と配向、分子の断片を抽出し、室温で凍結させます。 これは、ポリマーと低分子量化合物の重要な違いであり、利点です。 ポリマーは他にどのような効果があるのでしょうか?

    このビデオでは、液晶エラストマー、つまり加熱すると収縮し、冷却すると膨張する輪ゴムのような感触を示しています。 この作品はインターネットから取得したものです。 これは私の作品ではありません。これは加速された画像です。つまり、残念なことに、実際には、この移行は数十分以内に観察されます。 なぜこうなった? 液晶エラストマーとはガラス転移温度がかなり低い、つまり室温では弾性状態にありますが、高分子が架橋されており、液晶相でフィルムを合成すると、ポリマー鎖はメソゲン基の配向をわずかに繰り返しており、加熱するとメソゲン基が無秩序な状態になり、それに応じてポリマー主鎖も無秩序な状態に移行し、高分子コイルの異方性が変化します。 これは、加熱すると、中間相から等方相への転移中に、ポリマーコイルの形状の変化によりサンプルの幾何学的寸法の変化が観察されるという事実につながります。 低分子量液晶の場合、これは観察できません。 ドイツの 2 つのグループ、フィンケルマン、ゼンテル、および他のグループがこれらのことに熱心に取り組みました。 光の影響下でも同様のことが観察されます。

    アゾベンゼン フラグメント (NN 二重結合によって互いに接続された 2 つのベンゼン環) を含むフォトクロミック ポリマーに関する研究は数多くあります。 このような分子の断片が光にさらされると何が起こるでしょうか? いわゆるトランス-シス異性化が観察され、棒状の断片に光を照射すると、面取りされた湾曲したシス型、つまり曲がった断片に変化します。 これは、システム内の秩序が大幅に減少するという事実にもつながります。加熱中に先ほど見たように、照射中にも幾何学的寸法の減少、フィルムの形状の変化が見られます。この場合、観察されました。削減。

    照射中、つまり紫外光を照射することにより、フィルムに様々な曲げ変形を実現させることができる。 可視光にさらされると、逆シス-トランス異性化が観察され、このフィルムは膨張します。 あらゆる種類のオプションが可能です。それは入射光の偏光に依存する場合があります。 私がこれについて話しているのは、これが現在、液晶ポリマーに関するかなり人気のある研究分野だからです。 彼らはこれに基づいていくつかのデバイスを作成することさえできましたが、残念ながらこれまでのところ、移行時間がかなり長い、つまり速度が低いため、具体的な用途について話すことはできませんが、それでも、これらはこのような人工的に作られた筋肉は、温度が変化したり、異なる波長の光にさらされたときに機能します。 ここで私の仕事について直接お話したいと思います。

    私の研究室の仕事は何ですか? 共重合の利点、まったく異なるフラグメントを 1 つのポリマー材料で組み合わせる可能性、そしてそのような異なる多官能性液晶ポリマーを作成するための主要なタスクである主なアプローチについては、すでに述べました。メソゲン性、つまり液晶ポリマーの形成に関与する相、キラル性(キラリティーについては後で説明します)、フォトクロミック性、つまり光の影響下で変化することができ、電気活性性、大きな影響を及ぼします。双極子モーメントや場の影響下で再配向することができ、たとえば金属イオンと相互作用できるさまざまな種類の官能基、および材料の変化が可能です。 これは、ここでは仮想的な櫛型高分子として描かれていますが、実際には、さまざまなフラグメントの組み合わせを含む二重または三元共重合体が得られ、それに応じて、さまざまな影響を使用してこれらの材料の光学特性やその他の特性を変更できます。 、光と電場。 キラリティーとフォトクロミシティの組み合わせの一例です。

    コレステリックメソフェーズについてはすでに述べましたが、実際には特定の螺旋ピッチで螺旋状の分子構造が形成されており、そのような系はその周期性により光の選択的反射を持っています。 これはフィルム断面の概略図です。特定の螺旋ピッチです。実際、選択反射は螺旋ピッチに直線的に関係しており、螺旋ピッチに比例します。つまり、何らかの方法で螺旋ピッチを変更することによって、フィルムの色、選択反射の波長を変更できます。 このようなある程度のねじれを持った構造は何が原因で起こるのでしょうか? このような構造を形成するには、キラル フラグメントをネマチック相に導入する必要があります。

    分子キラリティーは、分子の鏡像と両立しない性質です。 私たちの目の前にある最も単純なキラルの断片は、私たちの 2 つの手のひらです。 これらはほぼ互いに鏡像であり、比較することはできません。 分子キラリティーにより、ネマチック系にねじれらせんを形成する能力が導入されます。 螺旋のねじれに関する明確で十分に説明された理論はまだ存在しないと言わなければなりませんが、それにもかかわらず、それは観察されています。

    重要なパラメーターがありますが、これについては詳しく説明しません。これはねじり力であり、ねじり力、つまりキラルフラグメントがらせん構造を形成する能力は、キラルフラグメントの幾何学的形状に強く依存することが判明しました。

    我々は、ネマチック液晶相の形成に関与するメソゲン フラグメント (青い棒で示されている) を含むキラル フォトクロミック コポリマーを取得しました。 キラルフォトクロミックフラグメントを含むコポリマーが得られています。このコポリマーは、一方ではキラル分子(基)を含み、他方では光異性化、つまり光の影響下で形状を変化させることができるフラグメントを含みます。そして、そのような分子を照射することによって、トランス-シス-異性化を誘導し、キラルフォトクロミックフラグメントの構造を変化させ、その結果、コレステリックヘリックスを誘導する効率を誘導する能力を変化させます。たとえば、光の影響下でコレステリックヘリックスを解くと、これを可逆的または不可逆的に行うことができます。 実験はどのようなもので、何を実装できるのでしょうか?

    コレステリックポリマーのコレステリックフィルムの断面があります。 マスクを使用して照射し、局所的に異性化を誘導することができます。異性化中にキラルフラグメントの構造が変化し、ねじれ能力が低下し、局所的にヘリックスの巻き戻りが観察され、ヘリックスの巻き戻しが観察されるため、色の選択反射、つまりカラーフィルムの波長を変えることができます。

    私たちの研究室で得られたサンプルは、マスクを通して照射されたポリマーサンプルです。 このようなフィルムには様々な映像を記録することができます。 これは応用分野で興味深いかもしれませんが、私たちの研究の主な焦点は、そのような系の構造が分子設計、そのようなポリマーの合成、およびそのような系の特性に及ぼす影響を研究することであることを指摘しておきたいと思います。 。 さらに、選択反射の波長である光を制御するだけでなく、電気を制御することも学びました。 たとえば、ある種のカラー画像を記録し、電界を印加することでそれを何らかの方法で変更することができます。 このような材料の多用途性のため。 このような遷移、つまり螺旋の巻き戻しとねじれは、可逆的な場合があります。

    それは特定の化学構造に依存します。 例えば、記録・消去の回数に応じて選択反射(実際には発色)の波長を変化させることができます。つまり、紫外線を照射すると螺旋が解け、膜が緑色から赤色に変わります。 、その後、60°の温度で加熱し、逆ねじれを誘発できます。 このようにして、多くのループを実装できます。 最後に、液晶と液晶ポリマーの美的側面に少し戻りたいと思います。

    ブルー相について少し見せて話しました。複雑で非常に興味深い構造です。ブルー相はまだ研究中です。そこにナノ粒子が導入され、そこで何が変化するかがわかります。低分子量液晶では、この相は数分の一で存在します。 (2°~3°、ただしそれ以上)、非常に不安定です。 サンプルを少し押すだけで十分です。すると、ここにその一例が示されているこの美しい質感が破壊されます。1994 年から 1995 年のポリマーでは、フィルムを特定の温度で長時間加熱して焼成することで、コレステリックブルー相のこのような美しいテクスチャーを見るために、私は何のトリックも使わずに(液体窒素を使用せずに)これらのフィルムを冷却し、これらのテクスチャーを観察するだけで成功しました。 つい最近、こんなサンプルを見つけました。 15年が経過しましたが、これらの質感はまったく変わっていません。つまり、琥珀の中の古代の昆虫のように、ブルー相の狡猾な構造は、10年以上も固定されたままです。

    これは研究の観点からは当然便利です。 これを原子間力顕微鏡に入れて、そのようなフィルムのセクションを研究することができます。これは便利で美しいものです。 以上です。 文献を参考にさせていただきたいと思います。

    ソニン・アナトリー・ステパノヴィッチの最初の本は、20年以上前の1980年に出版社「ケンタウルスと自然」から出版され、それからまだ学生だったときに液晶に興味を持ち、偶然にもアナトリー・ステパノヴィッチがそれを読みました。ソニンは私の論文の査読者でした。 より最新の出版物は、私の科学的指導者であるヴァレリー・ペトロヴィッチ・シバエフによる記事「生命の化学における液晶」です。 英語の文献は膨大にあります。 興味と欲求があれば、自分でたくさんのことを見つけることができます。 たとえば、ディアキングの著書「Textures of Liquid Crystals」。 最近、生物医学における液晶の使用に焦点を当てた本を見つけました。つまり、この特定の側面に興味がある人には、それをお勧めします。 連絡用の電子メールがあります。いつでも喜んでご質問にお答えします。また、興味があれば記事をお送りすることもあります。 ご清聴ありがとうございました。

    講義についてのディスカッション。 パート2

    アレクセイ・ボブロフスキー:特定の化学反応を示す必要がありました。 これは私の省略です。 いいえ、これは多段階の有機合成です。 いくつかの単純な物質が取り出され、フラスコ内は化学キッチンに似ており、そのような反応中の分子はより複雑な物質に結合され、ほぼすべての段階で分離され、何らかの方法で分析され、取得したい構造の一致が確立されます。機器が提供するスペクトルデータを使用して、これが必要な物質であることを確認できます。 これはかなり複雑な逐次合成です。 もちろん、液晶ポリマーを得るにはさらに多くの労力を要する合成が必要です。 白い粉が違うとオレンジ色の粉になるようです。 液晶ポリマーは輪ゴムのような、あるいは固体の焼結体に見えますが、加熱して薄い膜を作ると(加熱すると可能です)、顕微鏡で見ると美しい像が得られる不思議な物質です。

    ボリス・ドルギン: 質問がありますが、おそらく別の分野からですが、実際のところ、事実の部分から目を逸らさないように、おそらく最初にレフ、次に私です。

    レフ・モスコフキン: 今日の講義はとても興味深く、私にとっては新しい発見でした。 質問は単純です。筋力はどれくらいですか? 何に効果があるのでしょうか? そして、無知なので、テクスチャとは何ですか、それは構造とどう違うのですか? あなたの講演を聞いて、液晶のおかげで人生で構築されているすべてのものも、主に光と弱い衝動によって制御されているように思えます。 どうもありがとうございます。

    アレクセイ・ボブロフスキー:もちろん、液晶がすべてを規定しているかというと、そうではありません。 物質の自己組織化にはさまざまな形式があり、液晶状態は自己組織化の形式の 1 つにすぎません。 ポリマーの筋肉はどれくらい強いですか? 既存の鉄ベースのデバイスと比較した定量的な特性はわかりません。大まかに言うと、もちろん、それらはそれほど強力ではありませんが、たとえば現代の防弾チョッキにはキブラー素材(繊維)が含まれていると言いたいのです。液晶構造主鎖型で、主鎖にメソゲン基をもつ高分子。 この繊維を得る過程で、高分子が延伸方向に沿って引き伸ばされ、非常に高い強度が得られるため、開発段階では防具、アクチュエーター、筋肉などに使用される強力な繊維を作ることができます。そこはとても弱いです。 質感と構造の違い。 テクスチャとは、カーペット、物のデザイン、視覚的なもの、芸術的なデザインに携わる人々によって使用される概念であり、主に見た目のことです。 幸運なことに、液晶の質感、つまり特徴的な絵が液晶の構造を決定するのに大いに役立ちますが、実際にはこれらは異なる概念です。

    オレグ・グロモフ, : フォトクロミック効果と電気的および磁気的感受性を備えた高分子液晶構造があるとおっしゃいました。 質問はこれです。 鉱物学では、チュクロフが 50 年代に無機組成物の液晶構造を記述したことも知られており、無機ポリマーが存在することは知られています; したがって、問題は、無機液晶ポリマーは存在するのか、存在する場合、それらは可能なのかということです。これらの機能を実行するにはどうすればよいですか? また、この場合、それらはどのように実装されるのでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 答えはイエスよりもノーの可能性が高いです。 さまざまな異なる化合物を形成する炭素の性質である有機化学は、さまざまな種類の低分子液晶やポリマー化合物の膨大な設計を実行することを可能にし、一般に、それが私たちがいくつかのことについて話すことができる理由です。一種の多様性。 これらは、液晶相を形成できる数十万の低分子量ポリマー物質です。 無機物の場合、ポリマーについてはわかりません。思い浮かぶのは酸化バナジウムの懸濁液だけです。これもポリマーのようです。通常、その構造は正確に確立されていません。研究段階。 これは科学の主流から少し外れていることが判明しました。そこでは誰もが従来の有機液晶の設計に取り組んでおり、実際にリオトロピック液晶相の形成が存在する可能性があります。この相は、液晶相の変化によって引き起こされるものではありません。つまり、通常、これらのナノ結晶は必然的に伸長し、溶媒によって配向秩序が形成される可能性があります。 特別に調製された酸化バナジウムがこれを実現します。 他の例は知らないかもしれません。 そのような例がいくつかあることは知っていますが、これがポリマーであると言うのは完全に正しいわけではありません。

    オレグ・グロモフ, ロシア科学アカデミー生化学・分析化学研究所:それでは、1950年代にチュクロフらが発見した液晶構造をどのように考えるべきでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 残念ながら、この地域は私からは遠いのでわかりません。 私の知る限り、液晶状態について具体的に語ることは確かに不可能であるように思えます。正直に言うと、ガラス状態にあるポリマーには「液体」という言葉が当てはまらないからです。 これを液晶相と言うのは間違いであり、「凍結した液晶相」と言うのが正しいです。 おそらく、三次元の秩序はないのに二次元の秩序がある場合の類似性、秩序の退化というのはおそらく一般的な現象で、探せばいろいろなところに見つかると思います。 そういった作品へのリンクを私のメールに送っていただければ、大変ありがたく思います。

    ボリス・ドルギン: さまざまな専門分野の科学者が連絡を維持できる別のプラットフォームになることができれば、それは非常に良いことです。

    アレクセイ・ボブロフスキー: それは素晴らしい

    視聴者からの声:また素人っぽい質問です。 フォトクロミック液晶ポリマーは環境変化に対する応答速度が比較的遅いとおっしゃいました。 おおよその速度はどれくらいですか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 数分以内に応答することについて話しています。 非常に薄いフィルムに強い光が当たると、人は第二の反応を示しますが、これまでのところすべてが遅いです。 このような問題があります。 他の何かに関連した影響があります (これについては話していません)。ポリマーフィルムがあり、その中にフォトクロミックフラグメントがあり、十分な強度の偏光にさらされる可能性があり、この光は原因となる可能性があります。回転拡散、つまり偏光面に対して垂直な分子の回転 - このような効果があり、最初はずっと前に発見されましたが、現在は研究もされており、私もこれを行っています。 光強度が十分に高い場合、効果は数ミリ秒以内に観察されますが、通常、これはフィルムの形状の変化とは関係なく、まず内部で光学特性が変化します。

    アレクセイ・ボブロフスキー:情報を記録する材料を作ろうという試みもあり、そういった開発もありましたが、私の知る限り、そういった材料は既存の磁気記録やその他の無機材料にはかなわないので、どういうわけかその方向への興味は消えていきましたが、これは二度と再開しないという意味ではありません。

    ボリス・ドルギン: たとえば、何かによる新しい要件の出現。

    アレクセイ・ボブロフスキー: この問題の功利的な側面には、私はあまり興味がありません。

    ボリス・ドルギン: 私の質問は部分的にそれに関連していますが、それがどのように使用されるかについてではなく、少し組織的に功利的なものです。 あなたが所属する部門などで働いている分野では、先ほども述べたように、共同プロジェクトや一部のビジネス構造からの受注などが存在します。 この分野における相互作用は一般的にどのように構成されているのでしょうか。相対的に言えば、実際の研究科学者、発明家/エンジニア、または発明者、そして次にエンジニア、おそらく異なる主題、そして相対的に言えば、それをどう扱うべきかを理解しているある種の起業家、おそらく、しかしこれはありそうにありませんが、今言われているように、革新的なプロジェクトを実行できるように起業家に資金を提供する準備ができている投資家でしょうか? あなたが何らかの形で接触した範囲で、この連鎖はあなたの環境でどのように構造化されていますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: そのようなチェーンはまだ存在せず、今後も存在するかどうかは不明です。 資金提供のあり方は原則として従来の基礎科学と同じです。 ロシアの基礎研究財団などを基礎として考えると、これは何度も議論されていますが、個人的にはあまりにも応用的な、つまり命令をしたくないからです。

    ボリス・ドルギン: だからこそ、私はさまざまなテーマについて話しているのですが、決して科学者はエンジニアや起業家などでなければならないと言っているわけではありません。 私は、インタラクションを設定する方法や、インタラクションがすでに機能している方法など、さまざまなテーマについて話しています。

    アレクセイ・ボブロフスキー:外部からのオファーもいろいろありますが、主に台湾、韓国、アジアの企業で、液晶ポリマーを使った各種ディスプレイ用途に関する様々な仕事を請け負っています。 私たちはフィリップス、メルクなどと共同プロジェクトを行っていましたが、これは共同プロジェクトの枠組み内であり、私たちはいくつかの研究活動の一部を行っており、そのような知的成果やポリマーサンプルの形での成果には継続性があるか、そうではありませんが、ほとんどの場合、意見交換、ある種の科学的発展で終わりますが、これはまだ応用には至っていません。 真剣に言うと、それは不可能です。

    ボリス・ドルギン: あなたは、ある種の研究、何らかのオプション、何らかのアイデアの開発の命令を与えられます。

    アレクセイ・ボブロフスキー:一般的にはそうですが、私はこのような仕事の形態は好きではありません(個人的な感覚です)。 頭に浮かんだことは何であれ、私は自分の能力の限りを尽くしてそれを実行します。誰かが「これだけの特性を備えたこれこれの映画を作りなさい」と言ったからではありません。 興味ないです。

    ボリス・ドルギン:これに興味がある人を想像してみてください。 あなたが利他的で厳密に科学的な興味から受け取った一般的な科学的アイデアを洗練させることに興味を持っている彼は、どうすればあなたと双方にとって本当に興味深い方法であなたと対話できるでしょうか? この組織図は何ですか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:答えるのは難しいと思います。

    ボリス・ドルギン:一般セミナー? これは一体何でしょうか? そのような試みはありません - 一部のエンジニアは?...

    アレクセイ・ボブロフスキー:共同プロジェクトの枠組みの中で、すべてを実現することができます。 何らかの相互作用が起こる可能性は十分に考えられますが、何が問題なのかという質問がよく理解できなかったと思います。

    ボリス・ドルギン: これまでの問題は、異なるタイプの構造間の相互作用が欠如していることです。 それは科学者としてのあなたにプレッシャーをかけたり、やりたくないかもしれないことをするようプレッシャーをかけたりします。 これが問題です。

    アレクセイ・ボブロフスキー:これは巨額の資金不足の問題です

    ボリス・ドルギン: 追加の資金が提供されることを想像してください。ただし、技術開発の必要性がなくなるわけではありません。 どうすれば満足のいく形で自分からテクノロジーへと移行できるでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 実際のところ、現代科学は非常にオープンであり、私が行っていることは出版しています - そして早ければ早いほど良いのです。

    ボリス・ドルギン: では、センスのある人がそれを活用できることを期待して、結果を共有する準備ができていますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:もし誰かが私の記事を読んで何かアイデアを持ってくれたら、私は感謝するだけです。 この出版物から具体的な開発が行われれば、当然のことながら、特許と資金が発生することになるでしょう。 この形で私は幸せですが、残念ながら、実際にはすべてが並行して存在し、そのような方法はないことがわかります。 科学の歴史は、大小を問わず、何らかの基本的な発見の後、特定の応用が遅れることがよくあることを示しています。

    ボリス・ドルギン:または、何らかのリクエストが発生した後。

    アレクセイ・ボブロフスキー: とか、ぐらい。

    レフ・モスコフキン:少し挑発的な質問があります。 ボリスが提起したテーマは非常に重要です。 ここにはある種の流行の影響があるのでしょうか(これは社会学の講義の一つで聞いた話です)。 液晶を扱うのは今は流行らないとおっしゃっていましたね。 これは、彼らがそれらに従事していないので必要ないという意味ではありません、おそらくこの関心は戻ってくるでしょう、そして最も重要なことは...

    ボリス・ドルギン:つまり、レフは、特定の科学コミュニティにおけるのと同様に、科学におけるファッションのメカニズムの問題に私たちを戻します。

    レフ・モスコフキン:実際、チャイコフスキーもこのことについて語っており、あらゆる科学においてファッションが非常に強いのです。 2番目の質問: 一般化する方法を知っている科学の権威がどのようにして選ばれたのか、私はよく知っています。 自分のマテリアルは好きなだけ公開できますが、私個人としてはこれに遭遇したことはありません。私にとって、これは単純に知らなかった層全体です。 同じ人生を理解する上で、他に何ができるかを理解する上で、この価値が理解できるように要約してください。 ありがとう。

    ボリス・ドルギン: 2 番目の質問は理解できませんでしたが、とりあえず最初の質問、つまり科学におけるファッションについて考えてみましょう。 これが今流行らないのはどのようなメカニズムで、危険性はあるのでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:危険は感じません。 資金調達に関連した問題が重要であることは明らかですが、それにもかかわらず、多くの点で科学は現在、特定の個人的関心、特定の問題に関心を持っている特定の人々に依存しているように思えます。 条件によって何らかの制限が生じることは明らかですが、特定の人々の活動は、すべてが発展するにつれて、特定の地域が発展するという事実につながります。 科学が集合体になったという事実については多くのことが言われているにもかかわらず。 実際、現在では大規模なプロジェクトがあり、時には大成功を収めていますが、それでもなお、科学の歴史における個人の役割は今でも非常に大きいのです。 個人の好みや興味が重要な役割を果たします。 液晶の場合と同様に、このようなエレクトロニクスの発展が液晶研究の発展に大きな刺激となったことは明らかであり、液晶が利用可能であり、当然のことながらそこから多くの利益が得られることに気づいたときである。のお金が研究に費やされました。 そういう繋がりがあるのは明らかですね…

    ボリス・ドルギン: ビジネスと科学からのフィードバック。

    アレクセイ・ボブロフスキー: ...これは現代科学の特徴の 1 つで、お金を稼いで製品を生産する人々から注文が来て、その研究に資金が提供され、それに応じて重点が興味深いものから重要なものに移ります。何が儲かるのか。 これには賛否両論ありますが、そういうことです。 実際、現在、液晶への関心は徐々に枯れてきています。抽出できるものはすべてすでに生産されており、すべてが改善の余地があるためです。 わかりません、真剣に考えたことはありませんが、それでも、オプトエレクトロニクス、液晶の応用(人々はこれに取り組んでいます)、センサーとして、さまざまな種類のディスプレイ応用があり、研究が進行中です液晶を生体センサー分子として使用する可能性について。 したがって、一般的に、関心は単に枯れることはないと思います。さらに、研究の大きな波は、ナノにお金が与えられ始めたという事実に関連しています。 原則として、ナノ粒子を液晶に挿入するのが非常に人気のあるファッションであるという事実にもかかわらず、多数の作品がありますが、その中には、このテーマ、つまり、ナノオブジェクトが挿入されたときに何が起こるかに関連した、優れた興味深い作品があります。液晶媒体に入るとどのような効果が現れるか。 あらゆる種類の異なる複雑なデバイスを取得するという点で開発は可能だと思います。これは、非常に興味深い光学特性を持つメタマテリアルの出現に関連しています。これらは、液晶と組み合わせてさまざまな方法で作られる珍しい構造です。新しい光学効果や新しい応用が可能です。 私は現在、『液晶』誌の論文をレビューしているところですが、論文のレベルは低下しており、良い論文の数は減少しています。しかし、これはすべてが悪いという意味ではなく、液晶の科学は死ぬことはありません。とても興味深い物体。 関心の低下は私にとっては災難とは思えません。

    ボリス・ドルギン: ここでゆっくりと、レオからの 2 番目の質問に移ります。 もし、既存の理論に基づいて、液晶にプラスとなる何か根本的に新しい理論が誕生すれば、明らかに関心は直ちに高まるだろう。

    アレクセイ・ボブロフスキー:そうなる可能性はあります。

    ボリス・ドルギン: 私が質問を理解する限り、これが私たちが話していることです。理解において何かを徐々に変える内部科学的なテキストがあり、根本的に変化する革新的なテキストもありますが、同時に専門家と社会の間の一種のインターフェースでもあります。おそらく同じ科学者で構成されていると思われますが、他の分野から、あたかもこれらの断片をある種の全体像にはんだ付けするかのように、私たちに説明する一般化した研究がいくつかあります。 私の理解では、レフはこれについて私たちに話し、それがどのように選ばれるのか、そしてこれらの一般化した作品を誰が書くのかを尋ねました。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 科学ジャーナリズムという概念があります。これは我が国ではあまり発達していませんが、世界中に存在しており、そこでそれがどれほどよく発達しているか想像できます、そしてそれにもかかわらず、それはここにも存在します。 今回の公開講座もそれを示している

    ボリス・ドルギン:誰かが意図的に仕事の範囲を閉じているとは言えません。

    アレクセイ・ボブロフスキー: いいえ、誰も何も隠していません。それどころか、すべての普通の科学者は、自分たちが行ったことを世界に、できるだけ早く、できるだけアクセスしやすく、自分の能力を最大限に発揮できるように最善を尽くしています。 誰かが良い物語を語ることができ、誰かが悪い物語を語ることができることは明らかですが、それこそが科学ジャーナリストの役割であり、科学者から社会への情報の伝達者としての役割を果たすことができます。

    ボリス・ドルギン: ソビエト時代にも人気の科学文学は存在し、特別なジャンルもありました - サイエンス フィクション、一部は 60 年代初頭のコレクション「未知への道」、「ユリイカ」シリーズの本、最初のポストの 1 つ戦争の先駆者は、主に物理学について書いたダニイル・ダニンでした。 もう一つの疑問は、ある種の一般化した著作を書いて、誰かのために何かを普及させる科学者がまだいるということだが、誰が書くか、誰を読むか読まないかを選ぶ人はおそらくいないだろう。 前述のチャイコフスキーは何かを書いており、誰かがそれを気に入っています。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 問題は、これだと思われます。 事実として、我が国には現在、正常な科学者が壊滅的に少なく、科学の現状自体がかつてないほど悪化しています。 液晶や液晶ポリマーについて言えば、これらはすでに滅びつつある孤立した研究室です。 90年代にある種の崩壊と悪夢があったことは明らかですが、一般的に、ロシアには液晶に関する科学が存在しないと言えます。 つまり、科学コミュニティ、私は海外で働いている人々と頻繁にコミュニケーションを取ったり、論文を読んだりすることが多いことが判明しましたが、私たちからの論文は事実上ありません。 問題は、私たちには科学がないということであり、この科学を一般化する研究が存在しないということではありません。 西側で起こっていることを一般化することはできますが、これも素晴らしいことですが、根拠も重要なつながりもなく、科学者もいません。

    レフ・モスコフキン:原則的にはすべて正しいですが、明確にさせていただきます。 実は、私たちは常に前回の講義のテーマを中心に話が進んでいます。 科学者間の科学における競争は非常に激しいので、それを自分の目で見ることができて本当に光栄ですし、すべての科学者が自分の成果を世界に見せようと努力していることに私も同意します。 これは、Timofeev-Resovsky のような、権威と認められた人物のみが利用できます。 これはソビエト時代に行われたものであり、その方法は知られていますが、ここに効果、多くを説明できる例があります。グリーンノートの効果です。どこで発行されたかは誰にもわかりませんが、この通常の会議が何であったかは誰も覚えていません現在、高等認証委員会によって認定されている学術雑誌は原則としてそのような新規性を受け入れないため、この雑誌が呼ばれましたが、それは新しい科学を生み出し、それは遺伝学の科学、生命の理解に変わりました。そしてこのことは一般的にはすでに知られています。 これは上からの支援によるソビエト時代のことでした。ティモフェエフ・レゾフスキーはCPSU中央委員会の本会議で同僚の競争から支持されました。そうでなければ彼は食べられていたでしょう。

    ボリス・ドルギン: 国家が科学の重要な部分を終了させた状況。国家の他の拠点からの支援がなければ、そこから抜け出すことは不可能でした。

    レフ・モスコフキン:遺伝学には雪崩のようなデータがあり、一般化できる人がいません。誰も誰も信頼せず、誰も他人の権威を認めないからです。

    ボリス・ドルギン: なぜ?! 私たちは遺伝学者に話をしてもらい、他の遺伝学者もそれを聞き、彼らは喜んで議論しました。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 遺伝学で何が起こるかはわかりませんが、私が行っている科学では、状況はまったく逆です。 新しい興味深い結果を得た人は、すぐにそれをできるだけ早く公開しようとします。

    ボリス・ドルギン: 少なくとも競争の利益のために、場所を張り込むためです。

    アレクセイ・ボブロフスキー: はい。 方法などの詳細を書かない場合があることは明らかですが、通常、電子メールを書いて、そこでどのようにやったかを尋ねると、それは非常に興味深いものであり、すべてが完全に開かれます - そして.. 。

    ボリス・ドルギン:あなたの観察によれば、科学はよりオープンになってきています。

    アレクセイ・ボブロフスキー:少なくとも私はオープンサイエンスの時代に生きています、それは良いことです。

    ボリス・ドルギン: ありがとう。 分子生物学者が私たちに話しかけたとき、彼らは通常、非常にオープンなデータベースなどを紹介し、そこに連絡することを勧めました。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 物理学でも同じことがあり、レビューを通過する前であっても、人々が論文の未加工の (物議を醸す) バージョンを投稿できるアーカイブがあります。しかし、ここでは、出版の速度をめぐってむしろ闘争があり、出版速度が速ければ速いほど、優先度。 閉鎖が見えません。 これが閉鎖軍などとは何の関係もないことは明らかであり、私は科学について話しています。

    ボリス・ドルギン: ありがとう。 さらに質問を?

    視聴者からの声: 質問というより、提案というかアイデアがあります。 この結晶写真というテーマは、学校で子供や若者に科学を教える上で大きな可能性を秘めていると思います。 おそらく、45 分間に設計された 1 つの電子レッスンを作成し、中等学校に配布するのが合理的でしょうか。 現在では電子黒板が設置されていますが、多くの人は使用していませんが、学校には電子黒板を設置するよう命じられています。 これらの絵を 45 分間子供たちに見せて、最後にそれがどのように行われるかを説明するのは良いことだと思います。 このようなテーマを提案し、何らかの方法で資金を提供するのは興味深いことだと思います。

    アレクセイ・ボブロフスキー:何かあったらすぐに助けますよ。 必要なものを用意し、書きます。

    ボリス・ドルギン: すばらしい。 これが一般化の形成方法であり、一般化の順序付けです。 大丈夫。 どうもありがとう。 他にクリエイティブな質問はありますか? おそらく彼らは誰かを恋しく思いました、私たちは彼らに会いません、私の意見では、彼らは主にそれについて話し合いました。

    ボリス・ドルギン: 科学者はいますが、科学は存在しません。

    ボリス・ドルギン:必要条件、あるいは必要十分条件ということでしょうか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:はい、被害は回復不可能であり、時間が失われています、これは完全に明白であり、そしてもちろん、次のように聞こえます。「どうしてロシアには科学がないのですか?!」 どうして? そんなことはあり得ません、科学はあります、科学者はいます、論文はあります。」 まず、レベルの話ですが、私は科学雑誌を毎日読んでいます。 ロシアの著者による、ロシア製の液晶やポリマーに関する記事に出会うことは非常にまれです。 これは、何も起こらないか、すべてが非常に低いレベルで起こっているため、人々がそれを通常の科学雑誌に掲載することができず、当然誰もそれらを知りません。 これはまったくひどい状況です。

    アレクセイ・ボブロフスキー: だんだん。

    ボリス・ドルギン: つまり、問題は著者にあるのではなく、科学にあるということです。

    アレクセイ・ボブロフスキー:はい、つまり、ロシアには完璧でうまく機能する構造はなく、少なくとも何らかの形で「科学」の名のもとに機能している構造は、もちろん存在しません。 幸いなことに、多かれ少なかれ通常のレベルで活動し、国際科学の一般的な科学プロセスに関与している研究室はオープンです。これは、インターネットを介したコミュニケーション能力の開発です。別の方法では、国境のオープンにより、世界的な科学プロセスから切り離されていると感じないようにするためですが、国内で何が起こっているのかを考えると、当然のことながら十分な資金はありません。資金を増やしても何も変わらない可能性が高いです。なぜなら、資金の増加と並行して、このお金が与えられた人々を検査できるようにするためです。 お金をあげても、誰かが盗んでも、誰が何に使っても、状況は何も変わりません。

    ボリス・ドルギン: 厳密に言えば、鶏が先か卵が先かという問題があります。 一方で、私たちは資金がなければ科学を創造することはできません。他方では、資金はあっても、専門知識の市場を提供し、正常な評判を保証してくれる科学コミュニティがなければ、この資金を短期間で提供することはできません。それが科学に役立つ方法です。

    アレクセイ・ボブロフスキー:言い換えれば、所在地に関係なく、優秀な科学者から国際的な専門知識と評価を集める必要があるということです。 当然のことながら、候補者や博士論文の弁論に関わる認定事例も英語に切り替える必要があります。 少なくとも抄録は英語でなければなりません。 これは完全に明白であり、この方向に何らかの動きがあるでしょう、おそらくそれは何らかの形で良い方向に変わるでしょう、それで - あなたが全員にお金を与えれば... 当然、より多くのお金を得る強力な科学者 - 彼らは、もちろん、より効率的に機能しますが、お金のほとんどはどこに消えてしまうのかわかりません。 これは私の意見。

    ボリス・ドルギン:教えてください、あなたは若い科学者ですが、すでに理学博士であり、若い人たちは別の意味で、学生、若い科学者としてあなたのところにやって来ます。 あなたを迎えに来る人はいますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 私は大学で働いていますが、当然のことながら、時にはそれを望んでいますが、時にはそれを望んでいません。私はコースワーク、卒業証書、大学院の仕事を監督しています。

    ボリス・ドルギン: その中に未来の科学者はいますか?

    アレクセイ・ボブロフスキー:すでにあります。 私が監督してきた中には、ポスドクや科学グループの責任者など、非常に成功している人たちがいますが、当然のことながら、これは海外の話だけです。 私が率い、ロシアに残った人々は、家族を養い、普通に暮らす必要があるため、科学の分野では働いていません。

    ボリス・ドルギン:ありがとう、つまり財務です。

    アレクセイ・ボブロフスキー:当然のことながら、資金繰りや給与は批判に耐えられません。

    ボリス・ドルギン:これはまだ非公開です...

    アレクセイ・ボブロフスキー:これには秘密はありません。 同大学の最低候補者資格を持つ上級研究員の給与は月額1万5000ルーブルである。 それ以外はすべて科学者の活動次第です。国際的な助成金やプロジェクトを獲得できればさらに多くの収入を得られますが、月に 15,000 ルーブルを期待できることは間違いありません。

    ボリス・ドルギン:博士号はどうですか?

    アレクセイ・ボブロフスキー: 彼らはまだ私に 1 つを与えていません。彼らが私にいくらくれるかはまだ正確にわかりません。さらに 4,000 が追加されます。

    ボリス・ドルギン: 言及された助成金は非常に重要なものです。 ちょうど今日、私たちは興味深い研究者から送られたニュースを発表しましたが、資金提供について質問されたとき、彼女は特にこの分野の重要性について語りました。またフルセンコ大臣は、私たちの出版物は言うまでもなく、科学監督者は助成金を提供すべきであると述べています。大学院生に資金を提供し、彼らに経済的な動機を与えるためです。

    アレクセイ・ボブロフスキー:いいえ、これは優れた科学グループで通常起こることです、私が働いている研究室の所長であるワレリー・ペトロヴィッチ・シバエフのような、科学界で当然の偉大な名前を持っている人が助成金を受け取る機会を持っている場合、そしてプロジェクト。 多くの場合、最終的に「裸の」給料が 15,000 になることはありません。常にいくつかのプロジェクトはありますが、誰もがそれをできるわけではありません。これは一般的なルールではありません。それが、誰もが辞める理由です。

    ボリス・ドルギン:つまり、リーダーはかなり高い国際的権威を持っていて、かつその流れの中にいる必要があります。

    アレクセイ・ボブロフスキー:はい、ほとんどの場合です。 いろんな意味で幸運だったと思います。 強力な科学グループに参加するという要素がプラスに働きました。

    ボリス・ドルギン: ここで私たちは古き良き科学のフィードバック、つまりこの最も強力な科学グループが誕生し、そのおかげであなたが自分の軌道を実現することができたという事実を見ます。 はい、とても興味深いですね、ありがとうございます。 最後の言葉があります。

    視聴者からの声: 私は最後の言葉を持っているふりはしません。 あなたが話していることは完全に理解できるものであり、それをスポーツとして捉えないでください。 アレクセイ・サブヴァテエフの講義の中で、アメリカには科学がまったく存在しないと言われたことに注意したい。 彼の観点はあなたの観点と同じくらい説得力があります。 一方、ロシアでは、科学がまったく儲からず、積極的に盗まれ、そのようなことが起こったときに、科学が特に急速に発展しました。

    ボリス・ドルギン:19世紀末から20世紀初頭のことを言っているのでしょうか?

    ボリス・ドルギン: ドイツ語に?

    ボリス・ドルギン: そして、彼の科学研究がより活発に発展したとき...

    視聴者からの声:彼ではなく、ロシアでは一般的に、科学はお金を払わなかったときに最も効果的に発展しました。 このような現象があります。 私はこれを正当化できます、これは視点ではありません、ボリス、これは事実です。 また、私は責任を持ってあなたに言いたいのですが、これはもはや事実ではなく、結論です。国際的な専門知識と英語が役立つというあなたの期待は無駄です。なぜなら、下院で働いていると、権利をめぐる熾烈な競争が見られるからです。そして下院でアメリカに対する一方的な著作権法のロビー活動を行っている。 彼らは皆、知的財産の膨大な割合を占めており、私たちの兵器がそこにコピーされないようにすることにまったく興味がなく、自分たちでそれを行っています。

    ボリス・ドルギン:なるほど、問題は…

    アレクセイ・ボブロフスキー:兵器と科学は並行するものです。

    視聴者からの声:最後の例:事実は、ジェーニャ・アナニエフと私が生物学部で一緒に勉強したとき、ショウジョウバエのゲノムの可動要素を発見したとき、認識されたのはジャーナル「染色体」に掲載された後だったが、キシンの権威がこれを打ち破った。なぜなら、その書評が次のようなものだったからだ。「暗黒のロシアでは、彼らは DNA を複製する方法を知らない」。 ありがとう。

    ボリス・ドルギン: 一般的な考え方が使用される場合、論文を審査するための厳格で明確なシステムがない場合、特定の国における科学研究のレベルに関する考え方は問題です。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 英語に関しては、すべてが非常に単純です。英語は国際的な科学言語です。 たとえばドイツなど、科学に関わる科学者であれば、ドイツ人はほぼすべての論文を英語で出版します。 ちなみに、デンマークやオランダはもちろんのこと、ドイツでも外国人が多いという理由だけで、多くの論文が英語で審査されます。 科学は国際的です。 歴史的に、科学の言語は英語です。

    ボリス・ドルギン:つい最近のことですが、かつて科学の言語はドイツ語でした。

    アレクセイ・ボブロフスキー: 比較的最近のことですが、それでも今はそうなっているので、少なくとも抄録や認定事項のレベルでは、英語への移行は明らかでした。そのため、通常の西洋の科学者がこれらの抄録を読んで、フィードバックを与え、評価することができました。私たちの沼から抜け出してください、そうでなければすべてが完全に未知の世界に沈み、残るものは完全な冒涜です。 すでにさまざまな場面で起こっていますが、私たちはなんとかしてこの沼から抜け出さなければなりません。

    ボリス・ドルギン:臭いを防ぐために窓を開けてください。

    アレクセイ・ボブロフスキー:少なくとも換気を始めてください。

    ボリス・ドルギン: 大丈夫。 ありがとう。 これは楽観的なレシピです。 実際、あなたの軌跡は、あらゆる悲観にもかかわらず、楽観主義を呼び起こします。

    アレクセイ・ボブロフスキー:講義の主な目的は液晶がいかに美しくて興味深いかを説明することであるという事実からまた逸脱してしまいました。 私が述べたことすべてに少しでも興味を持っていただければ幸いです。 今では液晶に関する情報がたくさん見つかりますが、まずはこれです。 そして第二に、どんな状況であっても、科学者は常に存在し、科学の進歩を止めることはできません。これは楽観主義にもつながります。歴史は、科学を前進させる人々が常に存在し、彼らにとって科学は何よりも重要であることを示しています。

    「公開講座「Polit.ru」および「公開講座Polit.ua」」サイクルでは、以下の講演者が講演しました。

    このセクションの最新資料:

    文学評論家ミハイル・ヴィゼル - 読む価値のある新しい本について 私たちは今、この深淵のどこにいるのでしょうか?
    文学評論家ミハイル・ヴィゼル - 読む価値のある新しい本について 私たちは今、この深淵のどこにいるのでしょうか?

    「The Slant Book」では、ベビーカーに乗った赤ちゃんが文字通り山を転がり落ちます。 ミハイル、私は母親なのですが、なぜ私にとってそれがそんなに面白いのですか? ホラーコメディなので…

    航空開発に関するメッセージ
    航空開発に関するメッセージ

    人々はいつも空を眺め、自由な飛行を夢見てきました。 イカロスの翼、バーバ・ヤーガの仏塔、空飛ぶ絨毯、翼のある馬、空飛ぶ船、モーター付き...

    航空学の第一歩の歴史
    航空学の第一歩の歴史

    バルーン。 夢でも現実でも飛んでいます。 昨日、7月12日、私たちの有名な永遠の旅司祭フョードル・コニュホフが、世界中を旅し始めました。