Registration Number
0826U004824, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
17-08-2026
popup.evolution
.
Title
Kinetics of photo-stimulated structural transformations in epoxy polymer materials for biosensor applications.
Author
Oles I. Matskiv,
popup.head Taras S. Kavetskyi
popup.opponent Volodymyr O. Kotsyubynsky
popup.opponent Volodymyr V. Kovalchuk
popup.review Volodymyr D. Popovych
popup.review Oleg V. Kuzyk
popup.rada
Drohobych Ivan Franko State Pedagogical University
Description
АНОТАЦІЯ
Мацьків О.І. Кінетика фотостимульованих структурних перетворень у епоксидних полімерних матеріалах біосенсорного призначення. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 105 – Прикладна фізика та наноматеріали (10 – Природничі науки). – Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України, Дрогобич, 2026.
Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України, Дрогобич, 2026.
Робота виконана на кафедрі фізики та інформаційних систем Дрогобицького державного педагогічного університету імені Івана Франка протягом 2022-2026 років.
Дисертація присвячена теоретичному та експериментальному дослідженню кінетики фотополімеризаційних процесів у біополімерних епоксидних системах на основі акрилованої епоксидованої соєвої олії (AESO) та встановленню взаємозв’язку між кінетичними параметрами фотополімеризації, структурою полімерної сітки та функціональними властивостями матеріалів для біосенсорних застосувань. Дослідження виконувались із застосуванням комплексного спектроскопічного підходу, що поєднує електронний парамагнітний резонанс (ЕПР), ближню інфрачервону спектроскопію (БІЧ) та позитронну анігіляційну спектроскопію (ПАС).
Отримані результати є важливими для розуміння фундаментальних закономірностей формування полімерної сітки під час фотополімеризації та можуть бути використані для оптимізації технологічних режимів виготовлення функціональних біополімерних матеріалів, зокрема наноструктурованих мембран, покриттів та іммобілізаційних матриць для біосенсорів.
Отримані результати ультрананоіндентування (UNHT) демонструють вплив неоднорідності сітки, зумовленої неоднорідним поширенням фронту реакції, ініційованого ультрафіолетовим світлом, на механічні властивості затверділого полімеру на нанорівні. З’ясовано, що метод наноіндентування з ультрананотвердометром UNHT є потужним інструментом для вивчення фотостимульованих структурних змін у полімерах та виявлення незначних впливів на властивості матеріалу.
Досліджено вплив фотоініціатора на параметри вільного об’єму полімерної сітки на основі AESO з добавками ваніліндиметакрилату (VDM) та ваніліндіакрилату (VDA), AESO:VDM та AESO:VDA. Використовуючи модель Тао-Елдрупа, розраховано розміри вільних об’ємів для досліджуваних зразків при 20ºC та -100ºC. На основі порівняння об’ємів за цих двох температур виявлено, що зниження температури на 120 K у всіх зразках приводить до зменшення розміру вільних об’ємів приблизно в 2,1-2,5 рази.
Вимірювання часів життя анігіляції позитронів (PALS) залежно від температури (23-150°C) дозволяють визначити температуру склування Tg за перегином на графіках τ3(T). Показано, що добавка VDA і VDM до AESO не впливає на розміри вільних об’ємів, тоді як додавання фотоініціатора PI відповідає за зміни розмірів вільних об’ємів вище Tg. Встановлено, що зразки AESO:VDA та AESO:VDM у досліджуваних концентраціях характеризуються подібною морфологією щодо розміру та розподілу вільного об'єму, тоді як додавання фотоініціатора DMPA (3 мол. %) до AESO та сумішей на основі AESO дозволяє суттєво змінити структурну морфологію та вільні об’єми на нанорівні. Отримані результати слід враховувати при конструюванні полімер-базованих біосенсорів відповідно до потреб аналізу.
Розроблена методологія комплексного спектроскопічного моніторингу може бути застосована для оптимізації технологічних параметрів виготовлення фотополімерних матеріалів з контрольованою наноструктурою для біосенсорних застосувань, зокрема: трекових мембран з заданою пористістю та функціоналізованою поверхнею для селективного транспорту іонів; полімерних матриць для іммобілізації біомолекул з оптимізованими механічними та дифузійними характеристиками; фоточутливих покриттів для мікро- та наноструктурування біосенсорних платформ методами фотолітографії.
Ключові слова: полімери, композит, наноматеріал, дифузія, структура, властивості, опромінення, кінетика, фотоструктурні перетворення, фотополімеризація, електронний парамагнітний резонанс, інфрачервона спектроскопія, позитронна анігіляція, наноіндентування, твердість, біосенсори.
Registration Date
2026-08-24
popup.nrat_date
2026-08-24 / 2026-08-25
