Luận án Tiến sĩ: Tổng hợp và nghiên cứu tính chất của một số nanocomposite trên cơ sở dẫn xuất polythiophene

Trong bối cảnh khoa học vật liệu không ngừng phát triển, việc nghiên cứu các vật liệu tiên tiến có khả năng dẫn điện và độ bền cao đã trở thành một ưu tiên hàng đầu. Polymer dẫn điện, đặc biệt là polythiophene và các dẫn xuất của nó, nổi bật với tính chất điện tử độc đáo, độ ổn định và chi phí tổng hợp thấp, hứa hẹn nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử, xúc tác quang và vật liệu bảo vệ. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu suất và mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng, đặc biệt trong các lớp phủ bảo vệ, việc kết hợp các polymer này với các hạt nano vô cơ là cần thiết. Mặc dù đã có một số nghiên cứu về nanocomposite silica/polythiophene và titania/polythiophene, ứng dụng của chúng trong các lớp phủ acrylic gốc nước nhằm cải thiện độ bền thời tiết và khả năng chống tia UV vẫn còn hạn chế và chưa được khai thác triệt để, đặc biệt trong điều kiện nghiên cứu tại Việt Nam. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu khắc phục khoảng trống đó bằng cách tổng hợp và đánh giá tính chất của các nanocomposite mới dựa trên dẫn xuất polythiophene và ứng dụng chúng trong lớp phủ.

Các nhà khoa học, nghiên cứu sinh trong lĩnh vực hóa hữu cơ, hóa polymer, khoa học vật liệu, công nghệ nano và công nghệ sơn phủ. Các kỹ sư và chuyên gia R&D trong ngành công nghiệp vật liệu tiên tiến, sản xuất sơn và vật liệu bảo vệ.

Luận án tập trung vào việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất của các nanocomposite tiên tiến trên cơ sở dẫn xuất polythiophene, đồng thời đánh giá tiềm năng ứng dụng của chúng trong lớp phủ acrylic gốc nước. Nghiên cứu đã thành công tổng hợp 20 loại nanocomposite mới dựa trên các dẫn xuất polythiophene có nhóm thế tại vị trí số 3 của vòng thiophene, kết hợp với các hạt nano vô cơ như SiO2 và TiO2. Sau đó, 15 loại màng nhựa acrylic gốc nước đã được chế tạo bằng cách đưa các nanocomposite đã tổng hợp vào. Các phương pháp nghiên cứu tiên tiến đã được áp dụng để đặc trưng cấu trúc, hình thái và tính chất của cả nanocomposite và lớp phủ, bao gồm phân tích nhiệt, quang phổ và thử nghiệm cơ học. Đặc biệt, luận án đã đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng nanocomposite đến các tính chất quan trọng của màng phủ acrylic, như độ bền cơ học, độ bền mài mòn, độ bám dính, khả năng chịu lão hóa do thời tiết và khả năng chống tia UV. Kết quả nghiên cứu không chỉ đóng góp vào việc mở rộng kiến thức về vật liệu nanocomposite và polythiophene dẫn điện mà còn cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế các loại vật liệu mới với tính năng đặc biệt, phù hợp cho các ứng dụng trong điện tử, vật liệu chống ăn mòn và vật liệu bảo vệ. Giá trị thực tiễn của đề tài thể hiện ở việc tạo ra các màng phủ acrylic gốc nước có độ bền vượt trội, kéo dài tuổi thọ sản phẩm và thúc đẩy sự phát triển bền vững trong ngành công nghiệp vật liệu tiên tiến.