Блок-сополимерные морфологии с симметрией алмаза и формирующие их блок-сополимеры: новый путь к эффективным блок-сополимерным мембранам

И.Я. Ерухимович (ИНЭОС РАН), Ю.А. Криксин (ИПМ РАН)

Аннотация

Мы расскажем о новом классе упорядоченных блок-сополимерных морфологий в тонких плёнках: алмазо-подобных морфологиях (АПМ). К этому классу относятся как кубические морфологии, обладающие симметрией алмаза (пространственная группа № 227), так и тетрагональные и орторомбические обобщения последней.
Специфическим свойством АПМ является то, что соответствующий перколяционный кластер состоит как из перпендикулярных, так и из параллельных (относительно субстрата) каналов. Как мы ожидаем, это должно приводить к значительному улучшению транспортных свойств квази-изотропных АПМ по сравнению с анизотропными ламеллярными и цилиндрическими морфологиями. Сначала мы обсудим общие представления об связи архитектуры блок-сополимеров и стабильности АПМ. Затем, исходя из ранее полученных (методами теорий слабой сегрегации и самосогласованного поля) фазовых диаграмм в объёме и их обобщений на плёнки, мы получаем параметры геометрии АПМ. Проанализированы эффекты конфайнмента (толщины плёнки) и селективности стенок плёнки. Построены соответствующие фазовые диаграммы. Нашим ключевым теоретическим предсказанием является принципиальное различие влияния селективности на стабильность различных морфологий от способа пространственного распределения селективности вдоль стенок. Так, однородно селективные стенки с увеличением селективности увеличивают относительную стабильность параллельных ламелл (что достаточно очевидно). Напротив, при 1-мерной (ламеллярной) модуляции селективности с увеличением селективности стабилизируются не перпендикулярные ламеллы, а 3-мерно модулированные АПМ.