Skip to main content

Polymer molecular modeling at integrated length/time scales

Article Category

Article available in the folowing languages:

Jeszcze bardziej plastyczne polimery

Polimery odgrywają ważną rolę na każdym poziomie w społeczeństwie, przemyśle, biznesie i życiu codziennym. W europejskim projekcie PMILS wykorzystano model, który przyspieszy opracowywanie nowych, konstruktorskich materiałów polimerowych.

Technologie przemysłowe

Przy użyciu polimerów produkuje się zdumiewająco szeroką gamę produktów: od płyt kompaktowych po kosze na śmieci. Zmienianie monomerów i warunków procesów wytwórczych daje olbrzymie możliwości pod względem uzyskiwania nowych produktów. Niemniej jednak stworzenie nowego materiału, który jest syntetyzowany i badany pod kątem pożądanych właściwości, bywa kosztowne pod względem czasowym i finansowym. Założeniem finansowanego przez UE projektu PMILS było uproszczenie tej procedury przez opracowanie modeli do prognozowania właściwości materiału na podstawie szczegółowych cech molekularnych i warunków produkcyjnych. W celu rozwiązania problemu zastosowano stochastyczne równania różniczkowe (SDE). Stochastyczne równania różniczkowe są wykorzystywane w rozmaitych dziedzinach modelowania: od materiałów, na przykład do opisu reologicznych właściwości polimerów, po rynki finansowe. Uczestnicy projektu z Imperial College of Science, Technology and Medicine zastosowali SDE w modelowaniu dynamiki topu polimerowego. Metodę już wcześniej opracował Öttinger, autorytet w dziedzinie matematycznych aspektów metod stochastycznych, wraz ze swoimi współpracownikami. Na podstawie porównania lepkości zmierzonych doświadczalnie i przewidywanych przez model można ustalić optyczne parametry polimerów. Ważnym wkładem było też określenie właściwości polimeru w odniesieniu do ich właściwości reologicznych, takich jak czas pełzania, odzwierciedlający sztywność łańcuchów cząsteczek. Tworzywo sztuczne jest czystym, sterylnym materiałem o niskiej gęstości, który może cechować się wytrzymałością mechaniczną i cieplną. W związku z tym stale rośnie zapotrzebowanie na nowe polimery do licznych zastosowań, między innymi w służbie zdrowia i produkcji samochodów. Ulepszone modelowanie stwarza możliwość szybszego ich opracowywania, a tym samym zwiększenia konkurencyjności rynku europejskiego.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania