No JavaScript support!

To take full advantage of this digital library, please verify if your browser supports JavaScript.

polski

English

dLibra Digital Library

readers on-line: 17

Edition

Export metadata

Favourite positions

Add to Favourites

Add to Favourites

Please login or register to use additional features!

Save this address

Add to bookmarks

Edition description

Własności optyczne kompozytów zawierających wybrane związki spiro

Show publication content!

Własności optyczne kompozytów zawierających wybrane związki spiro

Radkowska, Ilona

Bąk, Zygmunt. Promotor ; Brągiel, Piotr. Promotor pomocniczy

spiropiran ; kompozyt polimerowy ; DFT ; NLO ; SCRF ; ONIOM

spiropyran ; polymer composite ; DFT ; NLO ; SCRF ; ONIOM

249 s.

Praca poświęcona jest badaniom teoretycznym i eksperymentalnym kompozytów polimerowych zawierających spiropirany. Badania dotyczą dwóch spiropiranów umieszczonych w trzech popularnych matrycach polimerowych: alkoholu poliwinylowym (PVA), polistyrenie (PS) oraz poli(metakrylanie metylu) (PMMA). Celem pracy jest ustalenie zależności pomiędzy właściwościami nieliniowo-optycznymi materiałów kompozytowych a zastosowaną matrycą polimerową na drodze badań eksperymentalnych oraz obliczeń kwantowo-chemicznych wykonanych metoda˛ DFT z kilkoma różnymi funkcjonałami. Realizacja części eksperymentalnej obejmuje przygotowanie folii polimerowych metodami drop cast oraz solution cast przy użyciu rozpuszczalników różniących się polarnościami, a następnie: 1) przeprowadzenie dla nich szeregu badan´ umożliwiających wgląd w morfologię i strukturę danego materiału, 2) ustalenie ich trwałości termicznej, 3) weryfikację istnienia fotochromizmu w ciele stałym oraz 4) wykrycie zależności pomiędzy generowanymi efektami nieliniowo-optycznymi a forma˛ fotoizomeru spiropiranu. W tym celu zarejestrowano widma absorpcyjne, oscylacyjne, wykonano pomiary DSC, SEM, generowania drugiej i trzeciej harmonicznej. W ramach części obliczeniowej przeprowadzono obliczenia kwantowo-chemiczne dla cząsteczek w otoczeniu polimerów traktowanych jak rozpuszczalniki dla dwóch modeli: SCRF oraz ONIOM. Wykorzystano w tym celu kilka funkcjonałów DFT – w tym funkcjonały dalekozasięgowe oraz zawierające poprawki dyspersyjne – a także dwie bazy funkcyjne różniące się wielkością. Badaniom poddano obie formy danego spiropiranu, a dodatkowo prześledzono wpływ grupy symetrii na uzyskiwane rezultaty. Obliczenia dla cząsteczek swobodnych oraz w modelu SCRF traktowano jako badania wstępne – wnioski posłużyły do wykonania badań modelem ONIOM. Sumarycznie wykonano niemal 2700 obliczeń, w tym ok. 1700 obliczeń dla modelu SCRF. Zwieńczenie pracy stanowi zestawienie wyników obliczeń i prac empirycznych. W części tej ustalono zależności pomiędzy otrzymywanymi rezultatami a (I) rodzajem polimeru, (II) wzajemnymi stężeniami substratów oraz (III) wpływem użytego rozpuszczalnika (polarny/niepolarny). Ponadto wyłoniono metodę (i bazę funkcyjną) dającą˛ największą zgodność z danymi empirycznymi zarówno pod względem danych strukturalnych, jak również obserwowanych empirycznie właściwości badanych związków chemicznych. W przypadku analizy skuteczności danej metody obliczeniowej elementem nowości jest weryfikacja poprawności odtwarzania formy spiropiranu dominującej w danym ośrodku. Innowacyjny charakter pracy jest związany z kompleksowymi badaniami teoretycznymi przy wykorzystaniu modeli o różnej złożoności obliczeniowej, co ma służyć próbie odtworzenia w możliwie dużym stopniu wyników uzyskanych na drodze badań empirycznych. Należy zauważyć, że w literaturze brak jest doniesień na temat obliczeń dla cząsteczek w matrycach polimerowych, jak również trudno znaleźć złożone badania porównujące oba modele rozpuszczalnikowe w kontekście ich zgodności z wynikami eksperymentalnymi. Tak więc otrzymane rezultaty poszerzają wiedzę na temat skuteczności metod obliczeniowych w zależności od zastosowanego modelu rozpuszczalnikowego, dostarczają dodatkowych informacji na temat właściwości spiropiranów i ich kompozytów polimerowych, a także weryfikują skuteczność odtwarzania określonych stosunków molowych reagentów w badaniach kwantowo-chemicznych.

Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie

2022

rozprawa doktorska

application/pdf

oai:dlibra.bg.ajd.czest.pl:6874

BUrps.239

pol

Praca opublikowana na podstawie licencji udzielonej przez Autorkę

Biblioteka Uniwersytecka Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego im. Jana Długosza w Częstochowie