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 zamkniętopowłokowych 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 procesy funkcjonalizacji chemicznej parylenu podczas jego osadzania na cieczach zawierających związku krzemu, tj. silany, sileny, siloksany. Funkcjonalizacja taka powinna prowadzić do wytworzenia warstw blokowcy kopolimerów, tj. z jednej strony w wyniki polimeryzacji powinna wzrastać warstwa parylenu, zaś z drugiej strony (od strony cieczy) powinna wzrastać warstwa związku krzemu. 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. Cząsteczki zawierające krzem są z natury względnie ciężkie (zawierają wiele elektronów) i prawdopodobnie będzie potrzeba zastosować zaawansowane metody DFT, MP, lub inne w celu uzyskania wiarygodnych wyników.