Офіційний веб сайт

Розвиток теорії та комп’ютерне моделювання просторово обмежених об’єктів м’якої речовини

м65

Представлено Інститутом фізики конденсованих систем НАН України

Автор: Пацаган Т.М., к.ф.-м.н., Кравців І.Я., к.ф.-м.н.,  Гайдуківська Х.А., к.ф.-м.н.

Метою роботи є вирішення низки фундаментальних задач у галузі фізики м’якої речовини, вивчення властивостей класичних плинів при наявності просторового обмеження.

Основну увагу присвячено розрахунку структурних, динамічних та термодинамічних властивостей плинів, а також проведенню аналізу впливу просторових обмежень на ці властивості у порівнянні із об’ємним випадком.

 Авторами розвинуто існуючі та розроблено нові теоретичні підходи в рамках теорії рідин. Запропоновані методи реалізовані у вигляді аналітичних викладок та числових алгоритмів, за допомогою яких проведено ґрунтовні розрахунки для досліджуваних систем та отримано результати, що суттєво розширюють розуміння таких явищ як фазові переходи газ-рідина в простих, сіткоутворюючих, нематичних та іонних плинах; переходи між ізотропною і нематичною фазами в плинах із орієнтаційною взаємодією; розшарування та структурне впорядкування в полімерних розплавах; конформаційні переходи в полімерах; процеси дифузії в простих, молекулярних та металічних рідинах.

Числові результати дозволяють зробити кількісну оцінку зміни критичних параметрів у простих та іонних рідинах в залежності від пористості та морфології невпорядкованого пористого середовища; передбачати вплив просторового обмеження на формування нематичних фаз в плинах із анізотропною взаємодією; прослідкувати залежність універсальних конформаційних характеристик полімерів в анізотропному середовищі замороженого безладу матриці.

 

Кількість публікацій: 98, в т.ч. за тематикою роботи монографія, 37 статей (22 – у зарубіжних виданнях). Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 136 (згідно з базою даних SCOPUS), h-індекс = 8 та 166 (згідно з базою даних Google Scholar), h-індекс = 8.

Надіслати коментар

Коментарі

В.І. Герасименко

Представлена робота охоплює широке коло актуальних проблем теорії рідин, зокрема включає в себе результати з розробки нових підходів до опису систем м’якої речовини за наявності обмеженого об’єму, яким моделюються середовища пористих матеріалів.

До основних досягнень роботи можна віднести такі: дослідження впливу просторового обмеження на властивості рідин різного типу, наприклад, нематичних та іонних плинів; опис термодинамічних властивостей рідин в невпорядкованому пористому середовищі - вперше було отримано фазові діаграми газ-рідина для примітивної моделі іонного плину в невпорядкованій матриці, а також досліджено фазові переходи в нематогенних та сіткоутворюючих колоїдних системах.

Поряд із спрощеними моделями, в роботі було розглянуто низку задач пов’язаних із вивченням складних молекулярних систем, в тому числі полімерних, для яких проводилося комп’ютерне моделювання за допомогою методів молекулярної та дисипативної динаміки.

На мою думку робота «Розвиток теорії та комп’ютерне моделювання просторово обмежених об’єктів м’якої речовини» безсумнівно заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених.

В.І. Герасименко,
професор, доктор фізико-математичних наук,
провідний науковий співробітник відділу нелінійного аналізу,
Інститут математики НАН України

Ярослав Ільницький

Подана робота є циклом досліджень виконаних на широкому спектрі об'єктів м'якої речовини із тією спільною рисою, що в усіх них присутня просторова обмеженість чи неоднорідність. Об'єкти включають в себе складні рідини (плини) та полімери. Подання на премію кваліфіковано описане із чітким і грамотним формулюванням мети досліджень, новизни, практичної цінності і висновків. Слід відзначити такі позитивні особливості поданої роботи:

- ефективне і органічне поєднання як теоретичних підходів (теорія інтегральних рівнянь, масштабної частинки та інші методи), так і комп'ютерного моделювання (методи молекулярної динаміки, дисипативної динаміки та Монте Карло),
- практична цінність виконаних досліджень, оскільки у більшості реальних систем присутня та чи інша форма неоднорідності чи просторового обмеження, або як артефакт синтезу (домішки тощо) або як зумисно сформоване середовище спрямоване на конкретне застосування (пористі матеріали, регулярні пори, тонкі плівки),
- мультимасштабність моделювання, від атомних масштабів (метод молекулярної динаміки) до мезоскопічних методів (дисипативна динаміка та метод Монте Карло на гратці), що дозволяє ефективний опис явищ на різних масштабах, залежно від особливості явища,
- публікація у високорейтингових журналах та висока цитованість публікацій
- глибока інтеграція у світові дослідження в цій області, як на рівні використання і розвитку сучасних методів дослідження, так і на тісній співпраці авторів із провідними науковцями у цій галузі, що підтверджують публікації за матеріалами роботи.

Вважаю, що ця робота без сумніву заслуговує на премію Президента України для молодих вчених.

Я.М.Ільницький

доктор фізико-математичних наук,
пров.н.сп. відділу комп'ютерного моделювання багаточастинкових систем Інституту фізики конденсованих систем НАН України

Volodymyr Svitlyk, PhD (ESRF, Grenoble, France)

Тематика роботи актуальна як із загальнонаукової точки зору, так і щодо практичного використання. Розуміння поведінки рідко-кристалічної дисперсії у порі є важливим в індустрії рідко-кристалічних дисплеїв. Дисперсії нано-колоїдів, нано-трубок, полімерів у рідкокристалічному середовищі викликають також значний інтерес у галузі сучасних нано-технологій, зокрема для розробки медичних біосенсорів. Представлена дослідницька робота тісно пов’язана із цими застосуваннями, оскільки системою нерухомих поверхонь можна моделювати взаємодію між колоїдними частинками, які є набагато більшими і повільнішими за частинки плинового середовища. Робота становить також фундаментальний інтерес, висвітлюючи проблеми ускладнення структури плину поблизу поверхні, в першу чергу за рахунок ефекту виключеного об’єму. Враховуючи що матеріали роботи опубліковано у виданнях із високим імпакт-фактором і мають хороший коефіцієнт цитованості, якість отриманих результатів не викликає сумнівів. Тому я рекомендую цю роботу на здобуття премії Президента для молодих вчених.

Andrij Rovenchak

Пропонована робота присвячена теоретичному опису властивостей рідин, рідких кристалів та полімерних розчинів за умов присутності в системі твердих поверхонь. Вивчення таких систем є важливим з огляду на їх широке використання в техніці (хроматографія, каталіз, мікрофлюїдика), а також на їх присутність у живій природі (білки, ДНК).

Автори приділяють увагу як аналітичному опису таких систем, так і чисельному моделюванню статичних та динамічних процесів, що в них відбуваються. Зокрема, досліджено особливості фазового переходу газ–рідина та зроблено порівняння з випадком необмеженого середовища. Відзначаються також суттєві відмінності в поведінці обмежених систем.

Для випадку полімерних розчинів увагу приділяли системам з розчинами низької концентрації за присутності протяжних структурних неоднорідностей. У випадку їх анізотропних властивостей було отримано вказівки на суттєво нову універсальну поведінку.

Роботу Т. М. Пацагана, І. Я. Кравціва та Х. А. Гайдуківської виконано на високому рівні та опубліковано у високорейтинґових виданнях. Це дає підстави стверджувати, що вона повністю заслуговує на премію Президента України для молодих вчених.

А. А. Ровенчак
доктор фізико-математичних наук,
доцент кафедри теоретичної фізики
фізичного факультету Львівського
національного університету імені Івана Франка

Роксана Торська

Автори роботи приділяють увагу розгляду проблем м'якої речовини за умови присутності твердих поверхонь в системі. Це можуть бути як частково робмежені системи так і системи де об'єкт дослідження перебуває в пористому середовищі. Варто зазначити, що автори розглядають доволі широкий клас об'єктів: рідини, розчини, розплави, рідкі кристали, вивчаючи не лише статистичні, але й динамічні властивості. Приділючи значну увагу фазовим преходам.

За результатами роботи опублікована ціла низка статтей в авторитетних журналах. На мою думку, робота заслуговує на присудження їй Премії президента України для молодих вчених.

Роксана Торська

кандидат технічних наук,
науковий співробітник відділу Методів і систем дистанційного зондування
Фізико-механічного інституту ім. Г.В. Карпенка НАН України

Кузьмак А. Р.

Результати циклу праць мають важливе значення для розвитку статистичної теорії просторово неоднорідних рідин, розчинів, полімерних і рідко-кристалічних систем. Такі об’єкти володіють багатою фізичною поведінкою. Наприклад, розглядувані в роботі моделі ліотропних рідких кристалів можуть зазнавати орієнтаційних фазових переходів як у рідкій, так і у газовій фазі. Авторами проводиться грунтовне дослідження таких систем у просторово однорідному випадку, після чого вивчається вплив поверхні на їхні відповідні характеристики. У випадку рідко-кристалічних плинів досліджується зміна просторового та орієнтаційного розподілу частинок в залежності від відстані до поверхні. Значну увагу присвячено вивченню впливу морфології пористого середовища, а також розміру та форми частинок пористого середовища на фазову поведінку та критичні параметри розглядуваних модельних плинів. Авторами отримано багато нових і цікавих результатів, які опубліковано у відомих фахових виданнях та апробовано на чисельних наукових конференціях. На мою думку, робота повністю заслуговує на присудження премії України для молодих вчених.

Андрій Кузьмак
кандидат фізико-математичних наук,
науковий співробітник кафедри Теоретичної фізики
Львівського національного університету імені Івана Франка

Жишкович А.В.

Робота присвячена опису властивостей м'якої речовини у присутності твердих поверхонь. Розуміння поведінки таких систем сприяє розвитку нових матеріалів. Зокрема увага приділяється поведінці рідин та розчинів у пористому середовищі та поблизу поверхонь. Дослідження проводились як чисельними, так і аналітичними методами та торкались як статистичних, так і динамічних властивостей таких систем. Зокрема було отримано відповідні фазові діаграми.

Робота була якісно опублікована в українських та зарубіжних виданнях та, на мою думку, заслуговує на премію Президента України для молодих вчених.

Андрій Жишкович
кандидат фізико-математичних наук,
науковий співробітник кафедри Експериментальної фізики
Львівського національного університету імені Івана Франка

Парфенюк А.Ю. кандидат фізико-математичних наук

В роботі представлені результати теоретичного опису та комп’ютерного моделювання об’єктів м’якої речовини у випадку присутності твердих поверхонь. В роботі розглядаються, як прості рідини так рідкі кристали та розчини, зокрема полімерні розчини. Такі об’єкти відіграють важливу роль як у живій природі так і в техніці. Зокрема значна частина біологічних макромолекул (ДНК, білки) всередині клітин перебувають в розчинах, а отже розуміння їх поведінки є важливим. В окремих випадках такі системи знаходяться у середовищі з протяжними домішками, що спричинять просторову анізотропію. В даній роботі для такої системи показано наявність нового класу універсальності.
Результати роботи були опубліковані у високо рейтингових виданнях, а тому я вважаю, що вона повністю заслуговує на премію Президента України для молодих вчених.

Слюсаренко Ю.В.

Властивості рідин, адсорбованих у пористі матеріали, у порівнянні із властивостями об’ємних рідин, зазнають суттєвих змін. Розуміння та можливість теоретичного передбачення таких змін представляють винятковий інтерес із точки зору можливого промислового застосування, а також при пошуку та виробництві або нових речовин і матеріалів, або речовин і матеріалів із новими властивостями.
Представлена робота присвячена розвитку існуючих та розробці нових (власних) теоретичних підходів до опису м’якої речовини в умовах різних просторових обмежень, які моделюють пористе середовище. Слід відзначити широкий спектр об’єктів м’якої речовини, які були розглянуті у даному досліджені, серед яких прості та нематичні плини, іонні та асоціативні рідини, а також полімерні системи. Авторами активно використовувалися методи комп’ютерного моделювання, що дозволяло їм не лише верифікувати свої теоретичні розробки, але й досліджувати більш складні системи.

Робота безсумнівно варта високої оцінки. Це також підтверджується значною кількістю статей, опублікованих авторами по даній темі у рейтингових наукових виданнях, а також їхньою цитованістю, яка постійно зростає.

Я вважаю, що робота «Розвиток теорії та комп’ютерне моделювання просторово обмежених об’єктів м’якої речовини» заслуговує на здобуття премії Президента України для молодих вчених.

Слюсаренко Ю.В.,
член-кореспондент НАН України,
доктор фізико-математичних наук, професор,
начальник відділу статистичної фізики та квантової теорії поля,
Інститут теоретичної фізики ім. О.І.Ахієзера Національного наукового центру "Харківський фізико-технічний інститут" НАН України

Oleg Derzhko

I have read with interest the materials of the research work "Theory development and computer simulations of confined soft matter objects". Although I had a possibility to hear some pieces of this work previously, being put together they look really nice. Effects of porous media on the properties of ionic liquids, molecular liquid or polymers is a hot topic nowadays with many challenges as well as many potential applications. The authors have made a nice contribution in this field elaborating further few analytical methods (scaled particle theory, field theoretical approach etc) as well as adopting for their purposes some numerical methods (molecular dynamics and Monte Carlo simulations, algorithms for simulation of flexible chain polymers etc). Furthermore, the authors look intelligent, greatly interested in science, ambitious, trying to solve really hard problems, ready to explain their papers to referees and editors of top journals. I have no doubt at all that this work deserves to get the award.

Dung di Caprio

I strongly support and recommend this work.
Applicants have performed extensive calculations and numerical simulations of different types of soft matter systems under confinement. Many important results have been obtained. By studying different properties of fluids and considering different kinds of confinement, authors have contributed considerably to the understanding of complex behaviour of soft matter at interfaces, a key area of modern condensed matter science. Note that the authors employ microscopic description of the considered models, establishing links between microscopic parameters of pair interaction and macroscopic properties of respective systems, such as thermodynamics or phase behaviour. Such approaches open possibilities for controlling various micro-processes in confined soft matter systems with potentially numerous applications in fields like colloid engineering and nanoscience. In my opinion, the applicants did an excellent job addressing these challenging problems.
I would like to emphasize their international implication and network.

Dr. hab. Dung di Caprio,
CNRS researcher at Chimie ParisTech
Paris, France

Мудрий С.І.

Представлене дослідження справляє враження грунтовної та цілісної праці. У роботі адресовано цілу низку проблем на перетині таких галузей фізики як статистична механіка, теорія складних плинів, фізика поверхневих явищ. Предметом досліджень виступив широкий спектр властивостей плинових систем. Зокрема, вивчалася динаміка, термодинаміка, фазова поведінка, структура, а також конформаційні і пружні властивості різноманітних модельних плинів. Внаслідок складних аналітичних і чисельних розрахунків отримано багато цікавих результатів, достовірність яких підтверджується порівняннями із даними комп’ютерного моделювання, яке проводилося авторами самостійно із застосуванням різних технік.

Об'єктивним показником високої якості цієї праці є її цитованість. Зверну увагу, що згідно баз даних Scopus колективний індекс Гірша представленої роботи h = 8, а загальна кількість цитувань складає відповідно 136.

Я без вагань рекомендував би дану роботу на присудження премії Президента України для молодих вчених.

Мудрий С.І.

Професор, доктор фіз.-мат. наук,
завідувач кафедри фізики металів
Львівського національного університету ім. Івана Франка

Лебовка М.І.

Фізика м’якої речовини – цікавий і актуальний напрям сучасної науки, який знаходить багато застосувань у різноманітних прикладних галузях починаючи від медичної діагностики і закінчуючи полімерними технологіями. Авторами проведено, безумовно, великий обсяг роботи по цій тематиці. Досліджено велику кількість моделей м’якої речовини, при цьому враховано присутність різних типів просторового обмеження. Останній аспект робить моделі більш реалістичними, оскільки будь-яка речовина знаходиться в обмежуючому середовищі, яке неминуче впливає на її властивості. Водночас, цей аспект суттєво ускладнює розрахунки. У цьому контексті хочу відзначити, що для вирішення поставлених задач автори не лише застосували велику кількість теоретичних підходів, але й розвинули низку власних оригінальних теорій. Також, поряд із результатами теорій, значна частина розрахунків в цій роботі була зроблена із використанням методів комп’ютерного моделювання.

На високий рівень проведеної роботи і важливість знайдених результатів вказують публікації претендентів. За темою роботи опубліковано 37 статей у журналах, які індексуються в базі даних Scopus. Майже всі статті написані англійською мовою. Високою є кількість посилань на працю (166 згідно бази даних Google Scholar). За даними Scopus, колективний індекс Гірша представлених до премії статтей становить h=8. Це свідчить про актуальність проведеної роботи. Крім того, якщо прослідкувати публікації авторів впродовж останніх років, то можна зауважити ріст не лише в цитованості їхніх робіт, але й в кількості самих статей. В тому числі по темі роботи. Зокрема, лише за попередній 2016 рік, ними опубліковано 8 статей у журналах, що входять в список Thompson Reuters.

Я вважаю, що дана робота повністю заслуговує на премію Президента України для молодих вчених.

М.І.Лебовка

доктор фізико-математичних наук, професор,
завідувач відділу фізичної хімії дисперсних мінералів
Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф.Д. Овчаренка НАН України, м. Київ
Лауреат державної премії України в галузі науки і техніки

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.