Superkomputer: Zastosowania

Polimeryzacja parylenu w technologiach typu SOLID (ang. Solid on LIquid Deposition) umożliwia uzyskiwanie cienkich warstw ultradokładnie osadzanych również na powierzchni cieczy. Grubość warstw polimerów waha się w granicach od 500 nm do kilkudziesięciu mikronów, w zależności od wymagań technologicznych. Polimeryzacja zachodzi w stanie gazowym najczęściej pod zmniejszonym ciśnieniem. Proces rozpoczyna się od sublimacji dimerów w temp około 150 stopni Celsjusza, po czym w wysokiej temperaturze, tj. ponad 600 stopni C następuje kraking cyklicznych dimerów do najpierw liniowych dimerów (dwurodnikowych) a następnie do zamknietopowłokowych monomerów p-ksylilenu. Następnie w temp pokojowej następuje polimeryzacja przy czym inicjacja polega na reakcji dwóch monomerów a produktem jest dwurodnikowy dimer. Propagacja polimeryzacji polega na reakcji monomerów z dwurodnikowymi dimerami, trimerami, itd. Długość łańcuchów wynosi od około 2000 do około 4000 merów w pojedynczym łańcuchu polimeru. Taki proces był już badany teoretycznie metodami kwantowymi jak również metodami klasycznej dynamiki cząstek, co pozwoliło następnie na zbudowanie modeli reakcji funkcjonalizacji parylenów polegającej na reakcji monomerów i łańcuchów polimeru z cząsteczkami odpowiednio podstawionych alkenów. Proces kopolimeryzacji może być bardziej lub mniej wydajny co zależy bezpośrednio najbardziej od struktury monomerów alkenów.
W niniejszej pracy należy zbadać metodami kwantowymi proces wygaszania polimeryzacji parylenów poprzez reakcję łańcuchów polimerów z tlenem cząsteczkowym w stanie trypletowym (atmosferycznym). Należy zaproponować odpowiednie mechanizmy reakcji, zbudować modele i prowadzić obliczenia reakcji chemicznych. Badania należy prowadzić metodami kantowymi uwzględniającymi zmiany struktury elektronowej w czasie rekcji chemicznych. Cząsteczka tlenu jest z natury wielokonfiguracyjna i prawdopodobnie będzie potrzeba zastosować zaawansowane metody wielokonfiguracyjne dla układów odpowiednich konfiguracji układów modeli.