Ученые МГУ разработали новые материалы для применения в нанотехнологиях

Группа ученых химического факультета МГУ совместно с греческими коллегами и сотрудниками институтаов РАН впервые провела синтез и химическую модификацию триблочных терполимеров. Исследование представляет собой многообещающий путь разработки полимеров для применения в нанотехнологиях. Работа выполнена в рамках проекта Минобрнауки России №075-15-2022-1105 и национального проекта «Наука и университеты» и опубликована в журнале Polymers.

Способность полимеров к самосборке в объемных или тонких пленках с использованием растворителей с различной селективностью позволяет формировать различные четко заданные структуры на нанометровой шкале. Эта фундаментальная характеристика имеет большое значение, а также приводит к возможности использования таких полимерных систем в нанолитографических приложениях.

«Подобные системы могут являться основой как для материалов, обладающих фотонными и фононными свойствами, а также материалов для литографии, где могут быть применены в качестве масок», – заявил один из руководителей исследования, ведущий ученый лаборатории функциональных органических и гибридных полимерных систем МГУ, созданной по мегагранту, профессор Апостолос Авгеропулос.

Ученые при помощи анионной полимеризации получили триблочные терполимеры типов ABC и BAC, состоящие из полистирола (А), полибутадиена (B) и полидиметилсилоксана (C). За счет подбора молекулярной массы и соотношений между блоками авторам удалось варьировать микроструктуру таких систем. Процесс самосборки основывался на влиянии состава макромолекул, различных взаимодействий между блоками и последовательности блоков в сформированных структурах. Постполимеризационная химическая модификация такими реакциями, как гидроборирование и окисление, проводилась на сегментах полибутадиена. Таким образом, были получены гидрофильные материалы с различной структурой и щеточной морфологией. Результаты могут стать многообещающими для применения в нанотехнологиях, поскольку необходимость использования гомополимерных щеток при подготовке пленки может быть заменена физической абсорбцией модифицированного полибутадиена на подложках.

В планы ученых входит использование разработанного подхода для получения новых структур, в том числе на основе полимеров с другими блоками, что позволит использовать их в качестве материалов в различных областях, в т.ч. для создания фотонных систем.