Отзыв официального оппонента 3 (Влияние конкуренции электростатических и неэлектростатических взаимодействий на конформационное поведение полимерных сеток)

ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА на диссертацию А.М, Румянцева «Влияние конкуренции электростатических и неэлектростатических взаимодействий на конформационное поведение полимерных сеток», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 02.00.06 — высокомолекулярные соединения Диссертационная работа А.М.Румянцева посвящена теоретическому изучению процессов, протекающих в полиэлекгролитных гелях при их набухании в полярных и нсполярных растворителях, Такие гели представляют большой интерес в качестве контейнеров для запасания жидкостей (прежде всего воды)„сорбентов для очистки сточных и оборотных вод предприятий, стимул-чувствительных систем для контролируемого высвобождения иммобилизованных вещесгв, реакционной среды для протекания различных химических реакций.

В работе А.М.Румянцева предложен комплексный подход к анализу поведения набухающих гелей. В основе подхода лежит теоретическое описание конформационных перестроек в матрице геля при варьирововании состава полимерной матрицы, полярности растворителя и типа низкомолекулярного противоиона. Полученные результаты сопоставлены с известными результатами эксперментальных исследований набухания полиэлектролитных гелей при изменении тех же параметров системы. Сравнительный анализ экспериментальных данных и теоретических результатов позволил автору разработать адекватную модель для описания набухания!коллапса гелей в водных и органических растворителях, которая может быть использована для разработки методов синтеза и практического использования гелей на основе полиэлектролитов.

Сказанное выше свидетельствует об актуальности и практической значимости работы А.М. Румянцева. Рецензируемая диссертация состоит из введения, литературного обзора, двух глав с описанием и интерпретацией полученых автором результатов, выводов и списка цитируемой литературы из 132 наименований. Помимо этого, диссертация содержит три доно.шительных раздела: Благодарности, Приложение с оценкой упругости полимерных субцепей по Гауссу и Ланжевену, и С"писок опубликованных автором работ. Работа изложена на 102 страницах, включая теоретические зависимости„экспериментальные кривые и рисунки (иллюстрации), В Литературном обзоре дан анализ основных теоретических подходов, используемых для количественного описания набухании пространственно сшитых полиэлектролитных гелей и ионной ассоциации в набухпшх гелях, и описаны резулыаты экспериментального исследования таких систем. Особое внимание автор уделил сравнению механизмов ионной ассоциации в высокомолекулярных 1полимерных) и низкомолекулярных электролитах.

В этом же разделе описаны особенности взаимодействия полиэлектролитных гелей с противоположно заряженным поверхностно-активными веществами 1ПАВ), вк;почая ионный обмен противоионов и уменьшение критической концентрации мицеллообразования внутри полиэлектролитного геля. В целом, автору удалось дать представление об актуальности выбранной тематики работы, Эктериментальиая часть представлена кратким описанием способов получения, характерисгик и свойств гелей, поведение которых теоретически описывалось автором в соответствукнцих разделах диссертационной работы. Основные результаты работы состоят в следующем. 1. Предложена теоретическая модель, описывающая влияние размера прогивоиона на поведение полиэлектролитного геля в полярном растворителе.

В предложенной теории решающая роль отводится формированию ионных пар и мультиплетов внутри геля и их вляинию на профиль зависимости степени паоухания от доли ионизованных групп в полимере. Описаны разные режимы набухания анионных гелей в присутствии катионных противоионов: «полиэлектролитный» для противоионов большого размера с прогрессивным увеличением степени набухания по мере увеличения доли ионизованных групп, «иономерный» для противононов мщюго размера с начальным набуханисм и послсдукпцим коллапсом и «возвратный» для протнвоионов промежуточного размера с последовательно протекающими набуханием, коллапсом и новым набуханием при высоких степенях ионизации геля.

Предложена теоретическая интерпрегация полученных результататов. 2. Теоретически показано, что введение объемных гидрофобных заместителей в полимерную матрицу подавляет способность полимера формироваз ь мультиплегы и стимулировать коллапс геля. 3. Развитие теории позволило автору сформулировать подход, количественно описывающий набухание сильно заряженных полиэлектролитных гелей. Показано, что в сильно набухшем геле значительная часгь противоионов связана с зарядами на субцепях геля.

Полученные автором теоретические выводы подтверждаются экспериментальными результатами набухания катионного геля в присутствии аннонных протовоионов различного размера. 4, Построена теория взаимодействия полиэлектролитного микрогеля с противоположно заряженными ПАВ с различной длиной гидрофобного радикала н зарядом полярной группы 1одновалентными и мультнвалентнями ПАВ). Полученные результаты представляют очевидный интерес для разработки мнкрораз мерных гелевых носителей амфифильных биолог ически активных вец~еств.

5. Дана интерпретация описанного ранее способа воздействия уль графиолета на размер микрогелей, содержащих в своем составе фоточувствительный ПАВ. Свет вызывает изомеризацию азобензольной группы в молекуле ПАВ, что сопровождается гидрофооизацией ПАВ и уплотнением геля. '1'аким образом, появляется возможность с помощью света воздействовать на размер частиц микрогеля, что делает такой подход перспективным для биомедицинских приложений. Замечания по диссертации А.М.Румянцева: 1. В ряде случаев при теоретическом анализе влияния степени ионизации геля на его размер автор использует линейный параметр — поперечную длину образца ! Сля. и сравнивасг его с экспериментальными резуз!ьтагами по увеличеник! веса образца, то есть объемными характеристиками набухшего геля. Было бы целесообразно использовать во всех случаях один способ измерен!гя степени набухания — объем (или вес) образца.

2, В текст диссертации следовало включить Экспериментальную часть в виде отдельного раздела с подробным описанием методик проведения экспериментов по оценке степени набухания полиэлектролитных гелей, с ко горыми сравнивались оригинап ныс теоретические результаты автора. Отмеченные недостатки не являются принципиальными и не влиякл на общую положительную оценку работы. Основой теоретической час~и работы является метод самосогласованного поля. Теоретические результаты работы подтверждаются результатами 1кспериментальных исследований, выполненных методами динамического светорассеяния и лазерного микроэлектрофореза, измерениями проводимости гелей и их весового анализа.

Научные выводы диссертационной работы А.М. Румянцева целесообразно использовать в научных исследованиях, проводимых на физическом и химическом факультетах МГУ имени М.В. Ломоносова, Институте элементоорганических соединений РАН !'г. Москва) и других организациях. Научные результаты диссертации являются достоверными и новыми.

Кандидатская диссертация А.М. Румянцева является научно-квалификационной раоотой, в которой автор предложил решение задачи, имеющей существенное значение для физики высокомолекулярных соединений, а именно: развил теорию кон формационных переходов в полиэлекзролитных гелях и КОличественно Описа3! процесс набухания!Коллапса гелей В полярнь!х и пеполярных растворителях. Основные результаты диссер.!ационной работы отражены в автореферате и в четырех статьях, опубликованных в рецензируемых научных изданиях индексируемых в базах данных ФеЬ о! Яс!енсе.

Ясорив и в изданиях из перечня, рекомендованных Минобрнауки РФ, апробированы на семинарах и научных конференциях. Результаты четко и последовательно изложены в диссертации, на Заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ имени М.И. Ломоносова, чл.-корр. РАН, профессор доктор химических наук А.А. Ярославов 119991, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, д. 1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова» Ярославов Александр Анатольевич тел.: +7 (495) 939-55-83 Е-пза11: уагоа1ат фйепеЬее.шьц.гц Ьнр:дам ъ".сйегплпзц.ги/гцз~сйа1гЖпь/ рисунках приведены не только оригинальные теоретические, но и основные зксцериментальные зависимости„с которыми проводилось сравнение теоретические результатов.

Считаю, что по объему проведенных исследований, степени обоснованности научных положений и выводов, актуальности, научной новизне и практической значимости диссертационная работа Артема Михайловича Румянцева соответствует критериям„ установленным в «Положении о присуждении ученых степеней в Московском государственном университете имени М.В,Ломоносова» от 27 октября 201б года, а ее автор Артем Михайлович Румянцев несомненно заслуживает присуждения искомой степени кандидата физико-математичсских наук по специальности 02.00.06 — высокомолекулярные соединения, .