ИК-спектроскопическое изучение конформационной динамики макромолекул пористых полимеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна

• Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ДИНАМИКИ

ПОЛИМЕРОВ

1.1. Общие сведения о полимерах и полимерных мембранах

1.2. Локальная молекулярная динамика и релаксационные

свойства полимеров

1.3. Некоторые методы изучения релаксационных процессов

и локальной подвижности в полимерах

1.4. ИК-спектроскопический метод конформационных зондов

ГЛАВА 2. ЛОКАЛЬНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА В ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРАХ ПО МЕТОДУ ИК-ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИХ ЗОНДОВ

2.1. Локальная динамика макромолекул полисульфона и

поликарбоната

2.2. Вторичные релаксационные переходы в поливинилбутирале

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА НА ЛОКАЛЬНУЮ МОЛЕКУЛЯРНУЮ ПОДВИЖНОСТЬ В ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРАХ

3.1. Сверхкритические флюиды: основные понятия и области применения

3.2. Влияние сверхкритической флюидной обработки на релаксационные свойства пористых полимеров

ГЛАВА 4. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ И ЕГО АДАПТАЦИЯ

К ОБРАБОТКЕ СЛОЖНЫХ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОВ

4.1. Введение в генетические алгоритмы

4.2. Генетические алгоритмы: от теории к практике

4.3. Непрерывные генетические алгоритмы

4.4. Адаптация генетического алгоритма к обработке

ИК-фурье спектров

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЛОЖЕННОГО ГИБРИДНОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ИК-ФУРЬЕ СПЕКТРОВ

5.1. Апробация методики на модельных спектральных контурах

5.2. Исследование шумовой составляющей экспериментальных

спектров

5.3. Сравнение эффективности разложения спектральных контуров, состоящих из шести компонент, с помощью генетического алгоритма и метода наименьших квадратов

5.4. Обработка экспериментальных ИК-Фурье спектров: метод конформационных зондов, комбинированный с генетическим

алгоритмом

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ИК-спектроскопическое изучение конформационной динамики макромолекул пористых полимеров»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Изучение локальной динамики макромолекул и релаксационных процессов в полимерах при температурах ниже температуры стеклования имеет большое значение, так как от типов локального движения зависят многие физические и химические свойства полимеров [1]. Поскольку релаксационные свойства полимеров и материалов из них определяют возможность их практического использования, то релаксационные процессы изучаются различными физическими методами [2,3]. Полисульфон, поликарбонат и поливинилбутираль являются термопластичными полимерами и составляют основу композиций при создании новых конструкционных материалов для электротехники, электроники, автомобилестроения, авиации, космической техники и других отраслей промышленности. Эти полимеры обладают пористой структурой и поэтому используются в качестве разделительных слоев в микро- и ультрафильтрационных мембранах для разделения смесей веществ. Исследования таких полимеров актуальны, так как они способствуют выработке современных фундаментальных представлений о структуре и природе локальной молекулярной динамики полимеров и вторичных релаксационных переходов в них. Кроме того, важной прикладной задачей является изучение влияния на вторичные релаксационные переходы сверхкритической флюидной обработки полимеров, поскольку эти исследования способствуют созданию полимерных материалов с контролируемой пористостью.

Распространённым типом движения в полимерах является

конформационная динамика макромолекул, поэтому интересным и

целесообразным является изучение полимера с помощью веществ, обладающих

собственной конформационной динамикой. Таким подходом является ИК-

спектроскопический метод конформационных зондов, суть которого

заключается в отслеживании температурной динамики конформационно-

-4-

чувствительных ИК-Фурье-полос поглощения молекул зонда, введенного в малой концентрации в полимер [2]. Для некоторых систем полимер+зонд конформационно-чувствительные полосы поглощения оказываются неразрешенными. В таких случаях, чтобы извлечь физическую информацию о полимере, необходимо проводить специальную математическую обработку спектров.

Задача разделения сложных спектральных контуров на составляющие относится к классу оптимизационных задач, которые заключаются в нахождении значений входных параметров, когда целевая функция достигает экстремума [4]. У большинства существующих оптимизационных методов обнаруживаются две проблемы — это «преждевременная» сходимость и большое время вычислений. В связи с этим поиск новых оптимизационных алгоритмов, способных работать в условиях, где традиционные методы дают недостоверный результат, является актуальным.

Генетический алгоритм решения относится к эвристическим методам и успешно применяется в различных областях [5]. Генетический алгоритм основан на механизмах генетического наследования и принципах естественного отбора Ч. Дарвина. Обработка спектроскопической информации с помощью подхода на основе генетических алгоритмов позволяет существенно улучшить качество обработки результатов спектроскопического эксперимента в случаях сложных многокомпонентных спектров, с близкорасположенными сильноперекрывающимися составляющими, в условиях присутствия в сигнале относительно высокого уровня белого или цветного шума.

Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является экспериментальное изучение конформационной динамики макромолекул стеклообразных пористых полимеров ИК-спектроскопическим методом конформационных зондов и разработка подхода, позволяющего корректно разделять на составляющие конформационно-чувствительные полосы поглощения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. С помощью ИК-спектроскопического метода конформационных зондов определить температуры вторичных релаксационных переходов для стеклообразных поликарбоната, полисульфона и поливинилбутираля в температурном интервале 90-330 К.

2. Провести отнесение полученных температур вторичных релаксационных переходов к определенным типам локальной подвижности.

3. Изучить влияние обработки диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии на температуры вторичных релаксационных переходов в поликарбонате и полисульфоне.

4. Разработать подход, позволяющий корректно разделять экспериментальные ИК-фурье спектры на составляющие, и применить его для разделения близкорасположенных конформационно-чувствительных полос поглощения.

Научная новизна работы заключается в том, что в ней

1.Впервые ИК-спектроскопический метод конформационно-неоднородных зондов применен для изучения локальной молекулярной динамики в пористых полимерах: поликарбонате, полисульфоне и поливинилбутирале.

2. Впервые РЖ-спектроскопическим методом конформационных зондов изучено влияние обработки поликарбоната и полисульфона диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии на температуры вторичных релаксационных переходов в них.

3. Разработан и реализован новый подход на основе последовательного использования вейвлет-анализа и генетического алгоритма с вещественным кодированием для обработки ИК-фурье-спектров, позволяющий корректно определять параметры составляющих спектров. Предложенный подход

применен к экспериментальным спектрам.

Практическая значимость работы. Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы при создании новых композиционных материалов для различных областей науки и техники. Сделанные в работе выводы развивают представления о локальной подвижности полимерных цепей и механизмах релаксационных процессов в поликарбонате, полисульфоне и поливинилбутирале. Практическая ценность работы также заключается в том, что в ней был предложен и реализован новый подход для разделения спектральных контуров на основе генетического алгоритма с вещественным кодированием и вейвлет-анализа. Предлагаемый подход является эффективным для исследования сложных многокомпонентных и сильноперекрывающихся спектров в условиях присутствия цветного шума.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. ИК-спектроскопический метод конформационных зондов позволяет обнаружить конформационную динамику макромолекул в пористых полимерах: поликарбонате, полисульфоне и поливинилбутирале и установить природу вторичных релаксационных переходов.

2. Обработка поликарбоната и полисульфона диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии приводит к понижению температур вторичных релаксационных переходов в среднем на 50 К и увеличению эффективных объемов микрополостей в полимерах, что может быть использовано для увеличения проницаемости ультра- и микрофильтрационных разделительных мембран.

3. Подход на основе последовательного использования вейвлет-анализа и генетического алгоритма с вещественным кодированием для обработки ИК-фурье-спектров позволяет корректно разделять сложные спектральные контуры и определять параметры составляющих полос поглощения.

Достоверность полученных результатов и выводов диссертации

обеспечивается комплексным выполнением исследований современными

апробированными методами, воспроизводимостью получаемых данных как

- 7 -

расчетных, так и экспериментальных, сравнением и согласием полученных результатов с данными других методов, использованием современных теоретических представлений при анализе типов локальной подвижности, математическим обоснованием предлагаемых подходов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. II международная конференция «Transient chemical structure in dense media», France, Paris, 2010 r.

2. Международная конференция EuPoc 2012: «Porous polymer-based system: from design to application», Italy, Gargnano, 2012 r.

3. IX Международный симпозиум по фотонному эхо и когерентной спектроскопии, Казань, 2009 г.

4. XVIII и XIX Международные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», Москва, МГУ, 2011, 2012 гг.

5. XI Международные Чтения по квантовой оптике (КО'2011), Волгоград, 2011 г.

6. Международная конференция "Science and Progress", Санкт-Петербург, СПбГУ, 2011 г.

7. XIII, XIV, XV, XVI молодежные научные школы «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия», Казань, Казанский университет, 2009-2012 гг.

8. Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы естественных и гуманитарных наук», г. Зеленодольск, ЗФ КФУ, Татарстан, 2011 г.

9. Международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Молодежь. Наука. Будущее: Технологии и проекты», Казань, 2011 г.

10. XVIII Всероссийская конференция с элементами научной школы для молодежи «Структура и динамика молекулярных систем», Казань-Марий Эл, 2011 г.

11. II, III Волжские региональные молодежные конференции «Радиофизические исследования природных систем и информационные системы», Зеленодольск, ЗФ КГУ, 2009, 2010 гг.

13. Научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Наука и инновации в решении актуальных проблем города», Казань, 2010 г.

14. IV Молодежная научно-практическая конференция «Математическое моделирование и информационные технологии», Казань, IT Park, 2012 г.

Личный вклад автора заключается в анализе литературных данных по теме диссертации, проведении экспериментов, математической обработке результатов, разработке и адаптации гибридного генетического алгоритма к задачам спектроскопии.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 статей в журналах из перечня ВАК РФ, 9 работ в сборниках статей и 9 работ в тезисах конференций.

Объем и структура работы. Работа изложена на 123 страницах, содержит 15 таблиц, 47 рисунков. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 96 библиографических ссылок.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. С помощью ИК-спектроскопического метода конформационных зондов установлено, что ниже температуры стеклования в поликарбонате происходит вторичный релаксационный переход при температуре -255 К, обусловленный локальной подвижностью (поворотами) бензольных колец, присоединенных с одной стороны к атому кислорода, а с другой стороны к группе С(СН3)2.

2. Установлено, что ниже температуры стеклования в полисульфоне имеются два вторичных релаксационных перехода при температурах 195 и 255 К: первый относится к замораживанию вращения бензольного кольца вокруг связей С-О и С-802, второй связан с вращением бензольного кольца вокруг связей С-О и С-С(СН3)2.

3. В стеклообразном поливинилбутирале имеют место два вторичных релаксационных перехода. Первый происходит при температуре 180 К и связан с прекращением локальной подвижности боковой С2Н5-группы. Второй релаксационный переход происходит при температуре 235 К и относится к замораживанию вращения боковой С3Н7-группы.

4. Обработка поликарбоната и полисульфона диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии вызывает понижение температур соответствующих вторичных релаксационных переходов в данных полимерах, что обусловлено увеличением эффективных размеров подвижных элементов свободного объема. Показано, что такая обработка приводит к уменьшению разности энтальпий конформаций зондов в полимере, что также свидетельствует об увеличении размеров подвижных микрополостей.

5. Показано, что предложенный подход на основе последовательного использования вейвлет-анализа и генетического алгоритма с вещественным кодированием для обработки ИК-фурье-спектров позволяет корректно разделять сложные экспериментальные и модельные спектры, определять параметры составляющих полос поглощения. Предложенный подход апробирован для разделения ИК-спектров в случаях: двух, трех и шести составляющих, близкорасположенных сильно перекрывающихся компонент и в условиях присутствия в сигнале цветного и белого шума с уровнем до 10%.

В заключение сформулируем результаты и выводы по ПВБ:

1. По ИК-Фурье-спектрам в интервале температур 90-300 К изучено конформационное поведение шести низкомолекулярных соединений, внедренных в качестве зондов в поливинилбутираль.

2. Методом конформационных зондов определены температуры замораживания конформационной динамики в поливинилбутирале.

3. Установлено, что ниже температуры стеклования в поливинилбутирале имеются два вторичных релаксационных перехода. Первый переход происходит при температуре 180 К и связан с прекращением локальной подвижности боковой С2Н5-группы. Второй релаксационный переход происходит при температуре 235 К и относится к замораживанию вращения боковой СзН7-группы.

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОБРАБОТКИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИМ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА НА ЛОКАЛЬНУЮ МОЛЕКУЛЯРНУЮ ПОДВИЖНОСТЬ В ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРАХ

3.1. Сверхкритические флюиды: основные понятия и области применения

Сверхкритическое состояние - это такое состояние, при котором не происходит смены фаз между жидкостью и газом [3]. Вещество в этом состоянии принято называть сверхкритическим флюидом (СКФ). Его можно получить при определенных соотношениях между температурой и давлением. Технологии, в основе которых лежит использование сверхкритических флюидов, на данный момент являются неотъемлемыми составляющими экологически чистого производства и активно внедряются во многие отрасли науки и промышленности [3]. На рис. 3.1 приведена фазовая диаграмма вещества, выделенная область соответствует состоянию СКФ.

При температуре выше критической пар и жидкость имеют одну и ту же плотность, и флюид нельзя перевести в жидкое состояние посредством повышения давления. При постоянном давлении (выше критического значения)

0) I

Температура

Рис. 3.1 Фазовая диаграмма вещества по мере повышения температуры происходит непрерывный переход жидкость -сверхкритический флюид, а по мере увеличения давления при постоянной температуре - непрерывный переход газ - сверхкритический флюид.

В окрестности критической точки "жидкость-пар" наблюдается аномальный рост восприимчивости системы к внешним воздействиям. В частности, изотермическая сжимаемость резко возрастает в области наиболее интересной с точки зрения применения сверхкритических флюидов (1

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шаймухаметова, Эльвира Рамилевна, 2012 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Авторская литература

А1. Шаймухаметова, Э.Р. Разложение сложных контуров в молекулярной спектроскопии с помощью нейронных сетей и генетического алгоритма / Э.Р. Шаймухаметова // Итоговая научно-образовательная конференция студентов КГУ. Сборник статей. - Казань: КГУ.- 2009. - С. 130-134.

А2. Шаймухаметова, Э.Р. Исследование возможности использования генетического алгоритма в качестве метода обработки спектроскопических данных / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов // 13 международная молодежная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». Сборник статей. - Казань: КГУ. - 2009. - Вып. 13. - С. 283-287.

АЗ. Шаймухаметова, Э.Р. Решение задачи разложения и интерпретации сложных экспериментальных и модельных спектров на основе генетических алгоритмов / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов // Материалы II Волжской региональной молодежной научной конференции «Радиофизические исследования природных сред и информационные системы». - Казань: КГУ. - 2009. - С. 131135.

А4. Шаймухаметова, Э.Р. Применение генетического алгоритма для обработки ИК-Фурье спектров полимеров / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов // Ученые записки Казанского университета. - 2010. - Т. 152, кн. 3. - С. 185-192.

А5. Шаймухаметова, Э.Р. Применение генетического алгоритма и вейвлет-анализа для интерпретации ИК-Фурье-спектров разветвленных полиметилметакрилатов / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов // Известия РАН. Серия физическая. -2010. - Т. 74, № 7. - С. 1002 - 1005.

А6. Шаймухаметова, Э.Р. Разложение двухкомпонентного контура на составляющие с использованием эволюционных алгоритмов / Д.О. Поварова, Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, М.Э. Сибгатуллин //14 международная молодежная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». Сборник статей. - Казань: Казанский университет. - 2010. - Вып. 14. - С. 122125.

А7. Шаймухаметова, Э.Р. Разработка и применение методики на основе генетического алгоритма для обработки сложных ИК-Фурье спектров полиметилметакрилатов / Э.Р. Шаймухаметова // Материалы научно-практической конференции студентов и аспирантов «Наука и инновации в решении актуальных проблем города. - Казань. - 2010. - С. 104-106.

А8. Шаймухаметова, Э.Р. Изучение внутреннего вращения в поликарбонате и полисульфоне методом конформационного зонда / Э.Р. Шаймухаметова, Д.И. Камалова // Третья Волжская региональная молодежная научная конференция «Радиофизические исследования природных систем и информационные системы». Сборник статей. - Россия, Зеленодольск. -2010.

URL: http://green.ksu.ru/content/vrmnk3/index, html

A9. Shaymukhametova, E.R. FTIR Spectroscopic study of secondary relaxation transitions and local mobility of benzene rings of main polymer chain / D.I. Kamalova, I.M. Kolyadko, A.B. Remizov, E.R. Shaymukhametova // Book of Abstracts of Second International Conference on «Transient chemical structure in dense media» - France, Paris - 2010 - P. 73.

A10. Шаймухаметова, Э.Р. Исследование локальной подвижности бензольных колец в полисульфоне и поликарбонате / Э.Р. Шаймухаметова // Материалы XVIII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». - Москва: МГУ. - 2011. - С.6-7. URL: http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov_2011/structure_27_1293.htm

All. Шаймухаметова, Э.Р. Изучение вторичных релаксационных переходов в полисульфоне и поликарбонате методом конформационых зондов / Д.И. Камалова, Э.Р. Шаймухаметова // Журнал прикладной спектроскопии. -2011.- Т. 78, №4. - С. 541-546.

AI2. Шаймухаметова, Э.Р. Молекулярные движения в полисульфоне и поликарбонате ниже температуры стеклования / Э.Р. Шаймухаметова // Сборник тезисов XVIII Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Структура и динамика молекулярных систем». - Казань. -2011.-С.157.

А13. Шаймухаметова, Э.Р. Определение структуры цветного шума в экспериментальных ИК-Фурье-спектрах / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов // 15 международная молодежная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». Сборник статей. - Казань: Казанский университет. - 2011. -Вып. 15. - С. 131-135.

А14. Shaymukhametova Е. Hybrid genetic algorithm for the spectroscopic data processing / E. Shaymukhametova // International Student Conference «Science and Progress. Conference Abstracts. - St. Petersburg. - 2011. - P. 172.

Al 5. Шаймухаметова, Э.Р. Исследование влияния сверхкритического C02 на пористость полисульфона после процесса сверхкритической флюидной экстракции / Э.Р. Шаймухаметова, Д.И. Камалова // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы естественных и гуманитарных наук». - Казань-Зеленодольск: КФУ. - 2012. - Ч. 1. - С. 132- 135.

А16. Шаймухаметова, Э.Р. Оценка эффективности работы генетического алгоритма в условиях цветного шума для разложения спектральных контуров / Э.Р. Шаймухаметова // Материалы XIX Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». - Москва: МГУ. - 2012. URL: http://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov_2012/structure_26_1874.htm

А17. Шаймухаметова, Э.Р. Влияние характера шума на разложение сложных спектральных контуров / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, М.Э. Сибгатуллин, Д.И. Камалова, М.Х. Салахов // Известия РАН. Серия Физическая. - 2012. - Т. 76, № 3. - С. 247-249.

А18. Шаймухаметова, Э.Р. Сравнительный анализ разложения сложного триплета в присутствии цветного шума с помощью генетического алгоритма и метода наименьших квадратов» / Э.Р. Шаймухаметова // Сборник тезисов IV Молодежной научно-практической конференции «Математическое моделирование и информационные технологии». - Казань. IT Park. - 2012. -

C. 17.

А19. Shaymukhametova, E.R. Influence of impregnation with supercritical C02 on secondary relaxation transition in porous polymers: FTIR spectroscopic study /

D.I. Kamalova, E.R. Shaymukhametova, A.B. Remizov // Book of abstracts of EuPoc 2012 «Porous polymer-based system: from design to application». - Italy, Gargnano. -2012,- P. 91.

A20. Shaymukhametova, E.R. Local molecular dynamics in glassy polyvinylbutyral: conformational probes method combined with genetic algorithm for treatment of FTIR spectra / D.I. Kamalova, E.R. Shaymukhametova // Book of abstracts of EuPoc 2012 «Porous polymer-based system: from design to application». - Italy, Gargnano. - 2012.- P. 117.

A21. Шаймухаметова, Э.Р. Анализ вторичных релаксационных переходов и локальной молекулярной динамики поливинилбутираля по ИК-фурье-спектрам / Э.Р. Шаймухаметова, Д.И. Камалова, М.Х. Салахов // 16 всероссийская молодежная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». Сборник статей. - Казань: Казанский университет. - 2012. - Вып. 16. - С. 184188.

А22. Шаймухаметова, Э.Р. Математическая обработка ИК-фурье спектров с использованием генетического алгоритма / Э.Р. Шаймухаметова, Д.З. Галимуллин, Д.И. Камалова, М.Э. Сибгатуллин, М.Х. Салахов //

- 114-

16 всероссийская молодежная школа «Когерентная оптика и оптическая спектроскопия». Сборник статей. - Казань: Казанский университет. - 2012. -Вып. 16. - С. 180-183.

А23. Шаймухаметова, Э.Р. Низкотемпературные релаксационные процессы в пористых мембранных полимерах и влияние на них сверхкритического диоксида углерода / Д.И. Камалова, М.Х. Салахов, Э.Р. Шаймухаметова // Ученые записки Казанского университета. - 2012. - Т. 154, кн. 3. - С. 5-10.

Список используемой литературы

1. Мулдер, М. Введение в мембранную технологию / М. Мулдер - М.: Мир. -1999.

2. Камалова, Д-И. Конформационные зонды в изучении локальной подвижности полимеров / Д.И.Камалова, А.Б.Ремизов, М.Х. Салахов - М.: Физматкнига. - 2008.

3. Гумеров, Ф. Сверхкритические флюиды и СКФ-технологии / Ф. Гумеров, Р. Яруллин // The Chemical Journal. - 2008. - № 10. - С. 26-30.

4. Салахов, М.Х. Математическая обработка и интерпретация спектроскопического эксперимента / М.Х. Салахов, С.С.Харинцев - Казань: Издательство КГУ. - 2001.

5. Панченко, Т. В. Генетические алгоритмы : учебно-методическое пособие / Т. В. Панченко (под ред. Ю. Ю. Тарасевича) - Астрахань : ИД «Астраханский университет. - 2006.

6. Бартенев, Г.М. Физика полимеров / Г.М. Бартенев, С.Я. Френкель // Л.: Химия. - 1990.

7. Alisieo, T.V.R. Membrane ultrafiltration of crude soybean oil / T.V.R. Alisieo, E.S.Mendes, N.C.Pereira, O.C.Motta Lima // Desalination. - 2002. - V. 148. - P. 99102.

8. Vikbjerg, A.F. Application of ultrafiltration membranes for purification of structured phospholipids produced by lipase-catalyzed acidolysis / A.F. Vikbjerg,

G.Jonsson, H.Mu, X.Xu. // Separation and Purification Technology. -2006. - V. 50, №2. - P. 184-191.

9. Ямпольский, Ю.П. Химическая структура, свободный объем и предсказание мембранных свойств полимеров / Ю.П. Ямпольский, В.П. Шантарович // Высокомолекулярные соединения. - 2001. - Т. 43С, № 12. - С. 2329-2349.

10. Аскадский, A.A. Химическое строение и физические свойства полимеров / A.A. Аскадский, Ю.С. Матвеев - М.: Химия. - 1983.

11. Пентин, Ю.А. Физические методы исследования в химии / Ю.А. Пентин, Л.В. Вилков - М.: Мир. - 2003.

12. Ямпольский, Ю.П. Методы изучения свободного объема в полимерах/ Ю.П. Ямпольский // Успехи химии. - 2007. - Т.76, № 1. - С. 66-87.

13. Иржак, В.П. Топологическая структура и релаксационные свойства полимеров / В.И. Иржак // Успехи химии. - 2005. - Т.74, №10 - С.1025-1056.

14. Бартенев, Г.М. Релаксационные свойства полимеров / Г.М. Бартенев, А.Г. Бартенева - М.: Химия. - 1992.

15. Берштейн, В.А. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров / В.А. Берштейн,. В.М. Егоров - JL: Химия. - 1990.

16. Вассерман, A.M. Спиновые метки и зонды в физикохимии полимеров / A.M. Вассерман, A.JI. Коварский - М.: Наука. - 1986.

17. Ашиткова, Н.С. Электрохромизм как метод спектрального анализа / Н.С. Ашиткова, H.JI. Муравьева, В.П. Черняковский // В сб.: Молекулярная спектроскопия. - 1986. - Вып.7. - С. 214-221.

18. Arnold, J.S. A free-volume hole-filling model for the solubility of liquid molecules in glassy polymers 2: experimental validation / J.S. Arnold // European Polymer Journal. - 2010. - V.46. - P. 1141-1150.

19. Камалова, Д.И. Локальная динамика полиэфиримидов: конформационные

зонды, РЖ-Фурье спектры, квантово-химические расчеты / Д.И. Камалова,

И.М. Колядко, А.Б. Ремизов, Д.З. Галимуллин, М.Х. Салахов // Журн. физ.

химии. - 2008. - Т. 82, №12. - С. 2312-2318.

-116-

20. Aoki, Y. Isothermal and nonisothermal dielectric relaxation studies on polycarbonate / Y. Aoki, J.O. Brittain // J. Pol. Sc. - 1976. - V.14. - P.l297-1304.

21. Arrese-Igor, S. Molecular motions in glassy polycarbonate below its glass transition temperature / S. Arrese-Igor, O. Mitxelena, A. Arbe, A. Alegria, J. Colmenero, B. Frick // J. Non-Cryst. Solids. - 2006. - V.352. - P. 5072-5075.

22. Перепечко, И.И. Акустические методы исследования полимеров / И.И. Перепечко - М: Химия. -1973.

23. Chung, C.I. Low-temperature mechanical relaxations in polymers containing aromatic groups / C.I. Chung, J.A. Sauer // J. Pol. Sci.: Part A-2. - 1971. - V.9. -P.1097-1115.

24. Клименко, Г.А. Релаксационные явления в полиэфирах / Г.А. Клименко, А.П. Молотков, Ю.В. Зеленев // Высокомолек. соед. - 1985. - Т.27А, №2. - С. 256-262.

25. Freid, J.R. Secondary relaxation processes in bisphenol-A polysulphone / J.R. Freid, A. Letton, W.J. Welsh // Polymer. - 1990. - V.3, №6. - C. 1032-1037.

26. Fernandez, M.D. Synthesis of poly (vinyl butyral)s in homogeneous phase and their thermal properties / M.D. Fernandez, M.J. Fernandez, P. Hoces // J. Applied Polymer Science. - 2006. - V. 102. - P. 5007-5017.

27. Li, G. Polymer Pen Lithography / G. Li, Y. Zhang // China adhesives. - 2006. -V. 15, №6.-P. 27-32.

28. Свердлов, JI.M. Колебательные спектры многоатомных молекул. / Л.М. Свердлов, М.А. Ковнер - М.: Наука. - 1970.

29. Песчанская, Н.Н. О температурных спектрах скоростей малых деформаций полимеров / Н.Н. Песчанская, П.Н. Якушев, В.Ю. Суворова // Физика Твердого Тела. - 1995. - Т. 37, №9,- С. 2602-2610.

30. Chernova, D.A. Molecular mobility of nitroxide spin probes in glassy polymers: models of the complex motion of spin probes / D.A. Chernova, A. Kh. Vorobiev // Journal of Applied Polymer Science.- 2011. - V. 121. - P. 102-110.

31. Tuncer, E. Dielectric properties of polyvinylalcohol, poly(methylmethacrylate), polyvinylbutyral resin and polyimide at low temperatures / E. Tuncer, I. Sauers, D. R. James, A. R. Ellis // AIP Conference Proceeding. - 2008.- P. 190 -195.

32. Chard S. Effect of dye doping on TSD behavior of PVB / S.Chard, N. Kumar // Journal of materials science letters. - 1995. - V. 14. - P. 142-143.

33. Parker, A.A. Studies of thermal transition behavior in plasticized poly(vinyl butyral-co-vinyl alcohol) with solid-state NMR and thermal analysis techniques / Parker, A.A., Hedrick, D. P., Ritchey, W. M. // J. Appl. Polym. Sci. - 1992.- №46. -P. 295.

34. Клепко, B.B. Акустические свойства и структура модифицированного поливинилхлорида и поливинилбутираля / В.В. Клепко // Акустический вестник,- 2007,- Т. 10, №4. - С. 47-51.

35. El-Sherbiny, М.А. Spectroscopic and dielectric behavior of pure and nickel-doped polyvinylbutyral films / M.A. El-Sherbiny, N.S.A. El-Rehim // Elsevier Polymer Testing . -2001. -V. 20. - P. 371-378

36. McHugh, M.A. Supercritical fluid extraction: Principles and Practice. 2nd edition / M.A. McHugh, V.J. Krukonis. - Butterworth-Heinemann, Boston. - 1994.

37. Басова, E.M. Использование сверхкритических флюидов в неорганическом анализе / Е.М. Басова, В.М. Иванов, О.А. Шпигун // Вестник московского университета. - 2010. - сер.2. Химия. - Т. 51, № 1. - С. 3-26.

38. Вопилов, Ю.Е. Сепарация низкомолекулярных фракций ультрадисперсного политетрафторэтилена сверхкритическим диоксидом углерода / Ю.Е. Вопилов, J1.H. Никитин, А.Р. Хохлов, В.М. Бузник // Сверхкритические флюиды: Теория и Практика. - 2009. - Т. 4, № 2. - С. 4-15.

39. Никитин, JI.H. Формирование Пористости в полимерах с помощью сверхкритического диоксида углерода / JI.H. Никитин, А.Ю. Николаев, Э.Е. Саид'Галиев, А.И. Гамзазаде, А.Р. Хохлов // Сверхкритические флюиды: Теория и Практика. - Т. 1, № 1. - 2006. - С. 77-87.

40. Комаров, С.М. Кювета со сврехкритическим флюидом / С.М.Комаров // Химия и Жизнь. - 2000. - № 2. - С. 8-12.

41. Chester, T.L. Supercritical Fluid and Unified Chromatography / T.L. Chester, J.D. Pinkston // Anal. Chem. - 2004. - V. 76, № 16. - P. 4606.

42. Гумеров, Ф.М. Су б- и сверхкритические флюиды в процессах переработки полимеров / Ф.М. Гумеров, А.Н. Сабирзянов, Г.И. Гумерова / Казань: ФЭН. -2007.

43. Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач / А. Н. Тихонов, В. Я. Арсенин.- М: Наука. - 1979.

44. Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев - М.: Факториал Пресс. - 2002.

45. Мастяева, И.Н. Методы оптимизации / И.Н. Мастяева, О.Н. Семенихина -М.:МЭСИ. - 2003.

46. Вороновский, Г.К. Генетические алгоритмы, нейронные сети и проблемы виртуальной реальности / Г.К. Вороновский, К.В. Махотило, С.Н. Петрашев, С.А. Сергеев. X.: ОСНОВА. - 1997.

47. Fraser, A. Simulation of genetic systems by automatic digital computers. I. Introduction. / A. Fraser. - Aust. J. Biol. Sci. - 1957. - V. 10. - P. 484-491.

48. Bremermann, H.J. Optimization through Evolution and Recombination / H. J. Bremermann, M.C. Yovits, G.T. Jacobi, G.D. Goldstein // Self-organizing Systems. -Washington, DC: Spartan Books. - 1962. - P. 93-106.

49. Фогель, JI. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование / JI. Фогель, А. Оуэне, М. Уолш - М.: Мир. - 1969.

50. Holland, J.H. Adaptation in Natural and Artificial Systems / J.H. Holland - MI: The University of Michigan Press. 2nd edn. - 1992.

51. De Jong, K.A. An Analysis of the Behavior of a Class of Genetic Adaptive Systems / K.A. De Jong - Doctoral dissertation, University of Michigan. - 1975.

52. Goldberg, D.E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning / D.E. Goldberg - Addison-Wesley. - 1989.

-119-

53. Букатова, И.Л. Эволюционное моделирование и его приложения / И.Л. Букатова - М.: Наука. - 1979.

54. Цетлин, М.Л. Исследования по теории автоматов и моделирование биологических систем / М.Л. Цетлин - М.: Наука. - 1969.

55. Неймарк, Ю.И. Динамические системы и управляемые процессы / Ю.И.Неймарк - М.: Наука. - 1978.

56. Батищев, Д.И. Оптимизация многоэкстремальных функций с помощью генетических алгоритмов / Д.И.Батищев, С.А.Исаев // Межвузовский сборник научных трудов "Высокие технологии в технике, медицине и образовании". -Воронеж, ВГТУ.-1997. - С. 4-17.

URL: http://algolist.manual.ru/ai/ga/gal.php

57. Forrest, S. Genetic algorithms: principles of natural selection applied to computation / S. Forrest // Science. - 1993. - V.261. - P. 872-878.

58. Koza, J. R. Genetic Programming / J. R. Koza - Cambridge: The MIT Press. -1998.

59. Beasley, D. An Overview of Genetic Algorithms: Part 1, Fundamentals / D. Beasley, D.R. Bull, R.R. Martin // University of computing - 1993,- V. 15, №. 2,- P. 58-67.

60. Beasley D. An Overview of Genetic Algoritms: Part 2, Reseach Topics / D. Beasley, D.R. Bull, R.R. Martin // University of computing - 1993. - V. 15, №. 4. -P.170-181.

61. Гладков, Л.А. Генетические алгоритмы. 2-е изд., испр. и доп. / Л.А. Гладков, В.В. Курейчик, В.М. Курейчик - М.: ФИЗМАТ ЛИТ.- 2006.

62. Leardi, R. Genetic algorithms in chemistry: review / R. Leardi // Journal of Chromatography A. - 2007. - V.l 158. - P.226-233.

63. Leardi R. Genetic algorithms in chemometrics and chemistry: a review / R. Leardi // J. Chemometrics. - 2001. - V.l5. - P.559-569.

64. Комарцова, Л.Г. Применение генетических алгоритмов для расчета

химических и фазовых равновесий в многокомпонентных системах / Л.Г.

-120-

Комарцова, С.С. Стрельченко, С.В. Зубков // Научная сессия МИФИ. - 2007. -Т.З. Интеллектуальные системы и технологии. - С. 74-76.

65. McGarrah, D.B. An analysis of the genetic algorithm method of molecular conformation determination / D.B. McGarrah, R.S. Judson // J. Comput. Chem. -1993. - V.14. - P. 1385-1395.

66. Wise, B.M., A comparison of neural networks, non-linear biased regression and a genetic algorithm for dynamic model identification / B.M. Wise, B.R. Holt, N.B. Gallagher, S. Lee // Osmometries Intell. Lab. Syst. - 1995. - V.30. - P.81-89.

67. Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская, М. Пилиньский, JI. Рутковский - М.: Горячая линия. Телеком. - 2006.

68. Lakhmi, C.J. Fusion of Neural Networks, Fuzzy Systems and Genetic algorithm / C.J. Lakhmi, N.M. Martin // Enterprise subscription. URL: ITKNOLEDGE.com

69. Соломка, Ю.И. Исследование применимости генетических алгоритмов для оптимизации нейросетевых систем / Ю.И. Соломка, О.И. Федяев - ДонГУ. Факультет ВМК - Магистерская Диссертация - 2004.

70. Божич, В.И. Разработка генетического алгоритма обучения нейронных сетей / В.И. Божич, Б.К.Лебедев, Ю.Л. Шницер // Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы. - 2001.- Т. 5, № 1. URL: h ttp://pitis, tsure. ги/

71. Селиванов, Е.В. Нейронные сети с обучением по методу обратного распространения ошибки и генетическим алгоритмом / Е.В. Селиванов, В.Н. Коробков // Научная сессия МИФИ. -2001. - Т.2 - С. 19-20.

72. Kim, D.H. A hybrid genetic algorithm and bacterial foraging approach for global optimization / D.H. Kim, A. Abraham, J.H. Cho // ELSEVIER Information Sciences — 2007. — V. 177. — P. 3918-3937.

73. Levitin, G. A genetic algorithm for robotic assembly line balancing / G. Levitin, J. Rubinovitz, B. Shnits // ELSEVIER European Journal of Operational research — 2004.—"V. 128, —P. 2541-2561.

74. Periaux J. Genetic Algorithms for electromagnetic backscattering multiobjective optimization / J. Periaux // Genetic algorithms for Electromagnetic Computation, Ed: Erir. Miechelssen. - 1998.

75. Depczynski, U. Quantitative analysis of near infrared spectra by wavelet coefficient regression using a genetic algorithm / U. Depczynski, K. Jetter, K. Molt, A. Niemoller // Osmometries Intell. Lab. Syst. - 1999. - V. 47. - P. 179-187.

76. Shao, X. Resolution of multicomponent overlapping chromatogram using an immune algorithm and genetic algorithm / X. Shao, Z. Chen, X. Lin // Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. - 2000. - V.50. - P.91-99.

77. Исаев, C.A. Популярно о генетических алгоритмах / С.А. Исаев // электронный ресурс. URL: http://algolist.manual.ru/ai/ga/gal.php

78. Цой, Ю. / Авторский сайт Ю.Цоя. URL: http://www.qai.narod.ru/

79. Whitley, D. A Genetic Algorithm Tutorial / D. Whitley // Statistics and Computing - 1994. - V.4. -P. 65-85.

80. Паклин, H. Генетические алгоритмы - математический аппарат / Н. Паклин. - электронный ресурс.

URL: http://www. basegroup.ru/library/optimization/ga_math/

81. Herrera, F. Tackling real-coded Genetic algorithms: operators and tools for the behaviour analysis / F. Herrera, M. Lozano, J.L. Verdegay // Artificial Intelligence Review. - 1998. - V. 12, №4. - P. 265-319.

82. Herrera, F. Hybrid Crossover Operators for Real-Coded Genetic Algorithms: An Experimental Study / F. Herrera, M. Lozano, A.M. Sanchez // Soft Comput. - 2005. V.9, №4. - P. 280-298.

83. Wright, A. Genetic algorithms for real parameter optimization / A. Wright // Foundations of Genetic Algorithms. - 1991. - V. 1. - P. 205-218.

84. Deb, K. Realcoded genetic algorithms with simulated binary crossover: Studies on multimodal and multiobjective problems / K. Deb, A. Kumar // Complex Systems. -1995.-V. 9, №6.-P. 431-454.

85. Ельяшевич, М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия / М.А. Ельяшевич

- Эдиториал УРСС. - 2001.

86. Танасюк, Д.А. Обработка оптических спектров поглощения и анализ составляющих полос на форму линии по Гауссу и Лоренцу / Д.А. Танасюк, С.И. Горностаева, В.И. Ермаков // Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ». - 2006. URL: http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2006/212.pdf

87. Rana, S. Doctoral Dissertation. Colorado State University Fort Collins, CO, USA.

- 1999.

88. Сибгатуллин, М.Э. Дисс. канд. физ.-мат. наук. Казань, КГУ, Физический факультет. - 2007.

89. Калмановский, В.И. Построение градуировочных характеристик для методик анализа объектов окружающей среды / В.И. Калмановский // Измерительная техника. - 1998. - № 3. - С. 64-68.

90. Coleman, T.F. An Interior, Trust Region Approach for Nonlinear Minimization Subject to Bounds / T.F. Coleman, Y. Li // SIAM Journal on Optimization/ - 1996. -V. 6. - P. 418-445.

91. Coleman, T.F. On the Convergence of Reflective Newton Methods for Large-Scale Nonlinear Minimization Subject to Bounds / T.F. Coleman, Y. Li // Mathematical Programming. -1994. - V. 67, № 2. - P. 189-224.

92. Mandelbrot, B.B. Fractal Geometry of Nature / B.B. Mandelbrot // San-Francisco: Freeman. - 1982.

93. Pallikari, F. A study of the fractal character in electronic noise processes / F. Pallikari // Chaos. Solitons and Fractals. - 2001. - V. 12. - P. 1499.

94. Федер, E. Фракталы / E. Федер - пер. с английского. - М.: Мир. - 1991.

95. Sibgatullin, М.Е. A wavelet-based technique for eliminating noise from optical spectra / M.E. Sibgatullin, S.S. Kharintsev, G.G. Il'in, M. Kh. Salakhov // Asian J. Spectr.- 2005,- V.9. - P. 43-48.

96. Дехант, И. Инфракрасная спектроскопия полимеров / И. Дехант - пер. с немецкого. - М.: Химия. - 1976.