Компьютерное моделирование нанокомпозитов на основе полиимида р-одфо, наполненного графеном: структурная симметрия графена и ее влияние на упорядочение цепей вблизи поверхности

Ароматические полиимиды относятся к одному из наиболее перспективных классов функциональных полимеров, свойствами которых можно управлять путем добавления наночастиц графена. Структурные свойства композитов на основе полимеров, наполненных графеном, во многом определяются упорядочением цепей полиимидов вблизи поверхности наночастиц и зависят от особенностей межмолекулярного взаимодействия между ними. С этой точки зрения важной особенностью графена является его структурная симметрия, заключающаяся в наличии двух различных направлений (или осей), вдоль которых расположены атомы углерода – “zig-zag” и “armchair”. Непосредственное экспериментальное исследование связи самоорганизации полиимидов с наличием данных осей является крайне сложной задачей. Тем не менее понимание этого эффекта необходимо для поиска методов управления структурой и свойствами полиимидных нанокомпозитов, содержащих графен. В данной работе с применением метода полноатомной молекулярной динамики проведено компьютерное моделирование самоорганизации олигомеров и макромолекул полиимида Р-ОДФО вблизи графена. При рассмотрении самоорганизации олигомеров компьютерное моделирование выполнено для систем, состоящих из одного, двух и трех слоев димеров вблизи поверхности графена. В свою очередь, при рассмотрении самоорганизации макромолекул компьютерное моделирование проведено на микросекундном масштабе времен для трех различных конфигураций исследуемой системы. Показано, что направление упорядочения цепей на масштабе отдельных повторяющихся звеньев как в олигомерных, так и в полимерных системах можно считать скоррелированным с направлением осей, вдоль которых расположены атомы углерода, однако ни одна из них не является предпочтительной.