Polymeerimateriaalien rakenne ja funktionaalisuus

Koordinaattori Professori Franciska Sundholm, Polymeerikemian laboratorio, PL 55, 00014 Helsingin yliopisto
varalla FT Barbro Löfgren, Teknillinen korkeakoulu, PL 9100, 02015 Tkk

Projektin tavoite on suunnitella ja syntetisoida uusia funktionaalisia polymeerimateriaaleja ja miniatyrisoida niistä valmistettavia tuotteita, jotka soveltuvat käytettäviksi sekä aktiivisina että passiivisina elektronisina komponentteina ja mikrosysteemeinä. Tarkoitus on valmistaa ja testata nanostukturoituneita materiaaleja käytettäväksi selektiivisissä sensoreissa, optoelektroniikassa, pienimolekyylisten yhdisteiden kontrolloidussa vapauttamisessa, ionien ja elektronien kuljetuksessa sekä eristimissä ja kapseloinnissa.

Kehitetään synteesimenetelmiä johtavien ja eristävien erikoispolymeerien, ympäristöherkkien geelien ja sensorimateriaalien valmistamiseksi. Eri tapoja funktionalisoida polymeereja tutkitaan. Erityisesti keskitytään sähkönjohtavuuden ja itseorganisoitumisen aikaansaamiseen. Tutkitaan mahdollisuutta valmistaa elektronisesti johtavia kerroksia ionisesti johtavien kalvojen pintaan.

Polymeerien teoriaa ja menetelmiä monimutkaisten polymeerirakenteiden simuloimiseksi atomitasolla kehitetään. Voimakentissä tarvittavia uusia tarkkoja potentiaalifunktioita lasketaan. Uusia tehokkaita tietokonekoodeja kehitetään rinnakkaiskoneille. Tämä kehitystyö tähtää polymeerien dynamiikan kuvaamiseen molekyylitasolla, ja suhteessa makroskooppisiin ominaisuuksiin.

Polymeereissä tapahtuvien kuljetusprosessien ja diffuusion ymmärtäminen on toinen tavoite etsittäessä materiaaleja sensoreihin ja varauksen kuljetukseen. Näitä ongelmia lähestytään sekä kokeellisesti että teoreettisesti.

Polymeereja karakterisoidaan analysoimalla niiden rakennetta, konformaatioita ja järjestymistä eri rakennetasoilla. Lisäksi tutkitaan faasierottumista ja sekoittumista.

Konsortion jäsenet:

Helsingin yliopisto

Professori Franciska Sundholm ja professori Heikki Tenhu tutkimusryhmineen, polymeerikemian laboratorio
Asiantuntemus: synteesi, funktionalisointi, hydrogeelit, kopolymeerit, nestekidepolymeerit, johdepolymeerit voimanlähteisiin, NMR-spektroskopia, valonsironta, termoanalyyttiset menetelmät, polymeerien molekyyliteoria ja atomitason mallintaminen, stokastiset menetelmät

FT Berit Mannfors ja FT Ritva Serimaa tutkimusryhmineen,fysiikan laitos
Asiantuntemus: heikosti järjestyneiden materiaalien tutkimus eri röntgensirontatekniikoilla, synkrotronisäteily (Serimaa), makromolekyylien atomistinen mallitus, voimakentät (Mannfors)

Åbo Akademi

Professori Bengt Stenlund ja professori Carl-Eric Wilén tutkimusryhmineen, Teknisen polymeerikemian laitos
Asiantuntemus: synteesi, oksastaminen säteilyllä, funktionaaliset materiaalit, metalloseenikatalyytit, materiaalien työstö, lääkeaineiden kontrolloitu vapautuminen, komposiitit, rajapinnat

Teknillinen korkeakoulu

Professori Olli Ikkala tutkimusryhmineen, Materiaalifysiikan laboratorio
Asiantuntemus: polymeerifysiikka, supramolekyylirakenteet, polymeerien karakterisointi erityisesti TEM:lla, elektronisesti johtavat polymeerit, polymeerien konformaatioiden simulointi

Professori Jukka Seppälä ja FT Barbro Löfgren tutkimusryhmineen, polymeeriteknologian laboratorio
Asiantuntemus: polymeerien reaktiivinen työstö, synteesi, funktionaaliset materiaaliset, metalloseenikatalyysi, seokset ja komposiitit, kompatibilisointi kemiallisilla reaktioilla rajapinnoissa ja sekundaarisilla vuorovaikutuksilla, työstö, karakterisointi, reometria, termoanalyyttiset menetelmät

Professori Göran Sundholm ja dosentti Kyösti Kontturi tutkimusryhmineen, fysikaalisen kemian ja sähkökemian laboratorio
Asiantuntemus: elektrodikinetiikka, polymeerimembraanien sähkökemia, polttokennot, aineensiirto rajapinnoilla, in situ spektrosähkökemia, elektrodimateriaalit