"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF5830
ETF5830 (ETF5830) "Tehnoloogilist huvi pakkuvate elektronjuhtivate polümeeride spetsiifiliste omaduste modelleerimine (1.01.2004−31.12.2007)", Tarmo Tamm, Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskond.
ETF5830
Tehnoloogilist huvi pakkuvate elektronjuhtivate polümeeride spetsiifiliste omaduste modelleerimine
Modeling of the specific properties of concuting polymers of technological interest
1.01.2004
31.12.2007
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.11. Keemia ja keemiatehnikaT411 Radiofarmaatsiatehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskondkoordinaator01.01.2004−31.12.2007
PerioodSumma
01.01.2004−31.12.2004110 000,00 EEK (7 030,28 EUR)
01.01.2005−31.12.2005110 588,24 EEK (7 067,88 EUR)
01.01.2006−31.12.2006112 800,00 EEK (7 209,23 EUR)
01.01.2007−31.12.2007112 800,00 EEK (7 209,23 EUR)
28 516,62 EUR

Käesoleva projekti eesmärgiks on modifitseerimata polüpürrooli omaduste kvantkeemilisel modelleerimisel saadud kogemuste baasil liikuda edasi teiste tähtsamate juhtivate polümeeride erinevate tehnoloogia jaoks oluliste omaduste (sh. optiliste, juhtivuslike ja struktuuriliste omaduste) modelleerimisele ja saadud tulemuste võrdlemisele eksperimentaalsete meetoditega. Hoolimata sellest, et juhtivaid polümeere kasutatakse juba tehnoloogias pole siiani saavutatud sisulist arusaamist nende omadusi mõjutavatest teguritest. Eksperimentaalsed andmed on sageli isegi omavahel raskesti võrreldavad, veelgi raskem on neid võrrelda modelleerimise tulemustega. Projekti tulemuste baasil peaks olema võimalik luua terviklik pilt juhtivate polümeeride omaduste kujunemisest, sõltuvalt valitud solvendist, dopant-anioonist ja ahela modifitseerimisest. Eraldi võetuna on niisugused omaduste sõltuvused eksperimentaalselt tuntud ja kohati leidnud ka teoreetilist analüüsi, paraku on enamik juhtivpolümeeride omaduste arvutamiseks kasutatavaid teoreetilisi mudeleid olnud seni liiga primitiivsed ja jätnud arvestamata mitmeid olulisi tegureid ning nõuavad olulist arendamist. Juhtivate polümeeride täpsemaks modelleerimiseks tuleb teoreetiline mudel viia võimalikult lähedaseks tegeliku olukorraga, võttes arvesse nii solvendi kui dopant aniooni mõjutusi ning polümeeri ahelate vahelist toimet. Nende eesmärkide saavutamiseks tuleb läbi viia hulgaliselt kvantkeemilisi arvutusi, valides iga polümeeri korral erinevate omaduste kirjeldamiseks optimaalsed arvutusmeetodid. Saadud teoreetilisi tulemusi tuleb võrrelda spetsiaalselt selleks otstarbeks kohandatud eksperimendiga, mis nõuab võimalikult head reprodutseeritavust ja kõikvõimalike kõrvalefektide minimiseerimist. Aatomlahutusele lähedase eraldusvõimega AFM meetodil on plaanis püüda jälgida polümeeri sünteesi protsessi (in situ) erinevates tingimustes.
Based on the experience and knowledge gained from the previous theoretical study of the properties of unsubstituted polypyrrole, the aim of the present project is to advance to the modeling of the specific properties of technological interest of other conducting polymers (including optical, conductive, structural, etc. properties) and also to compare the results of the modeling with the results of special experiments set up for this task. Although, conducting polymers are already being used in production there is still no deep and thorough understanding of the factors that influence their properties. Often the comparison of even experimental results is rather difficult, let alone comparison to the results of quantum chemical calculations. Based on the results of the project it should be possible to build a complete picture of the development of the properties of conducting polymers, depending on the choice of solvent, dopant anion, and modification of the chains. Separately taken, these kinds of dependencies are known experimentally and have also been under some theoretical investigation, unfortunately in most cases the theoretical models applied have been too primitive leaving out several important factors, these methods need essential improvement. In order to get better results from the modeling the theoretical models must be improved to better represent the actual situation, taking into account the effects of solvent, dopant anions and the interactions between chains. In order to achieve these goals, numerous quantum chemical calculations must be carried out choosing the optimal method for the description of specific properties of each polymer. The theoretical results obtained must then be compared to experiments especially set up for this purpose, requiring high reproducibility and the minimization of side effects. AFM experiments in close-to-atomistic resolution will be used for monitoring the synthesis process of the polymer (in situ) under different conditions.