Научная проблема, на решение которой направлен проект:
Проект посвящён проблемам разработки направленных методов получения новых полифункциональных материалов на основе (со)полисилоксанов с электроактивными центрами, сочетающих в себе как редокс-свойства, так и способность к самозалечиванию. Одной из существенных проблем в данной области является введение электроактивных центров в (со)полисилоксаны и получение сшитых материалов на их основе при сохранении ценных характеристик полисилоксанов (гибкость, эластичность, морозо- и термостойкость). Значительно усложняет проблему необходимость увеличения срока службы и надёжности изделий на основе электроактивных и электропроводящих силиконовых материалов.
В связи с этим, проект направлен на синтез редокс-активных ферроценилсодержащих (со)полисилоксанов и получение электроактивных, самозалечивающихся и механически прочных материалов на их основе. Проект включает в себя синтез новых ферроценилсодержащих (со)полисилоксанов по реакциям каталитического гидросилилирования и анионной (со)полимеризации ферроценилсодержащих циклических олигосилоксанов, а также варьирование содержания ферроценильных заместителей с целью контроля физико-химических свойств. В проекте будет проведена разработка методов сшивки и получения силиконовых материалов на основе ферроценилсодержащих (со)полисилоксанов по реакциям анионной сополимеризации и комплексообразования, подбор наиболее оптимальной степени сшивки и условий вулканизации, исследование электрохимических, электрофизических и механических характеристик получаемых силиконовых материалов, определение их эффективности самовосстановления (самозалечивания) и установление зависимости таких свойств от содержания железа и степени сшивки.


Научная значимость и актуальность решения обозначенной проблемы:

Полисилоксаны являются одними из самых гибких полимеров, отличающихся термо- и морозостойкостью, высокой газопроницаемостью, тепло- и электроизоляционными свойствами, а также биоинертностью. Все эти свойства определяют их широкое применение в машино-, авиа- и судостроении, биомедицине, электротехнике, пищевой промышленности и различных отраслях строительства. Но в настоящее время вырос спрос на электроактивные силиконовые материалы для мягкой робототехники, нейрохирургии и оптоэлектроники.
Таким образом, существует научный и практический интерес к металлоценовым сополимерам и олигомерам, в особенности к различным ферроценилсодержащим олиго- и полисилоксанам. Это обусловлено тем, что ферроценильная группа является наиболее приемлемым заместителем в модифицированных олиго- и (со)полисилоксанах ввиду лёгкости и стабильности её одноэлектронного редокс-перехода и устойчивости на воздухе при комнатной и повышенных температурах. Исследования последних лет показали, что некоторые ферроценилсодержащие силаны и силоксановые олигомеры обладают редокс-свойствами и представляют интерес для их применения в химической модификации электродов для создания электрохимических сенсоров, биосенсоров и жидких кристаллов для нелинейных оптических систем. Однако все вышеописанные известные соединения являются преимущественно жидкими олигомерами и сополимерами. Этот факт существенно ограничивает возможности их применения в качестве материалов. Поэтому актуальной проблемой является разработка направленных методов получения новых (со)полисилоксанов, в особенности сшитых силиконовых материалов, содержащих электроактивные центры в своей структуре, при этом сохраняя ценные характеристики полисилоксанов.
Создание защитных самовосстанавливающихся силиконовых покрытий на их основе могут существенно повысить безопасность изделий, увеличить срок службы и снизить затраты на поддержание их в рабочем состоянии в различных условиях эксплуатации. Получение функционализированных полисилоксанов позволяет расширить потенциальное применение силиконовых материалов в мягкой робототехнике, гибкой электронике и оптоэлектронике. Таким образом, сшитые ферроценилсодержащие силиконовые материалы потенциально возможно использовать с целью создания защитных самовосстанавливающихся покрытий, способных рассеивать электростатические заряды, электрохимических датчиков и сенсоров, актуаторов, гибких электродов для оптоэлектроники и др.


Конкретная задача (задачи) в рамках проблемы, на решение которой направлен проект, ее масштаб и комплексность:

Для успешного выполнения проекта требуется решение следующих задач:
1.Синтез (со)полисилоксанов, содержащие редокс-активные центры в своей структуре в виде боковых ферроценильных заместителей.
1.1.Синтез циклических олигосилоксанов (ферроценилсодержащего тетраметилци�