Promotor: dr hab. inż. Ewa Dryzek, prof. IFJ PAN

tel. 012 662 8438, 012 662 8370

e-mail: Ewa.Dryzek@ifj.edu.pl

Opis planowanych badań:

Spektroskopia czasu życia pozytonów (PALS) dostarcza informacji o objętości swobodnej w polimerach na poziomie atomowym. Model objętości swobodnych stosowany w PALS wiąże czas życia o-Ps (stanu związanego elektronu i pozytonu) z miedzy- i wewnątrz-molekularnymi obszarami, co pozwala wyznaczyć rozmiar tych miejsc. Mierzony czas życia pozytonu jest związany z gęstością elektronową w miejscu, w którym anihiluje. Zmiany chemiczne, temperaturowe, ciśnienia lub innych zmiennych, które oddziałują na gęstość elektronową w miejscu lokalizacji i anihilacji o-Ps wpływają na jego czas życia. Czułość PALS na objętości swobodne, które niejednokrotnie determinują fizyczne, dyfuzyjne i mechaniczne własności polimerów sprawia, że metoda ta jest użytecznym narzędziem charakteryzowania tych materiałów.

Informacja o objętościach swobodnych jest użyteczna przy modelowaniu takich zjawisk jak przejście szkliste, mieszanie blend polimerowych, plastyfikacja, relaksacja naprężeń, starzenie fizyczne, płynięcie pod wpływem naprężenia, przepuszczalność, dyfuzja. Ponadto PALS jest używana do badania właściwości polimerów takich jak: stopień utwardzenia, stopień krystaliczności, pękanie powierzchni, nasiąkliwość, przejścia fazowe.

Przedmiotem proponowanej pracy jest przeprowadzenie badań za pomocą metod anihilacji pozytonów polimerów poddanych procesom degradacji. Przewidziane jest również zastosowanie komplementarnych metod badawczych takich jak skaningowa kalorymetria różnicowa (DSC), mikroskopia sił atomowych (AFM) i in. Badany będzie także wpływ degradacji na zachowanie się tych materiałów podczas procesu tarcia i ewentualne zmiany zachodzące w warstwie wierzchniej wykorzystując istniejącą w Pracowni Anihilacji Pozytonów aparaturę: tribometr sworzeń-tarcza i urządzenie do skanowania profilu implantacji pozytonów (DSIP).

Ponieważ konieczny będzie pomiar charakterystyk anihilacyjnych w zależności od temperatury próbki w ramach pracy doktorskiej przewidywane jest przygotowanie stanowiska do pomiarów temperaturowych widm czasu życia pozytonów. Tego typu pomiary są stosowane są szeroko na świecie w badaniach polimerów.

Od doktoranta, wymagane jest znajomość fizyki ciała stałego i umiejętności w pracy laboratoryjnej i warsztatowej.