Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування"

р31

 

Автори:

Юхновський І.Р., Головач Ю.В., Головко М.Ф., Калюжний Ю.В., Лев Б.І., Мриглод І.М.,

Назаренко В.Г., Олємской О.І., Токарчук М.В., Трохимчук А.Д.

 

Представлена Інститутом фізики конденсованих систем НАН України.

 

Цикл наукових праць складається з  7 монографій, 8 глав у колективних монографіях та120 статей  у міжнародних журналах.

Представлений цикл праць є комплексним дослідженням м’яких речовин – рідких кристалів, електролітів, полімерів,  колоїдних розчинів, емульсій, пін, гелів, сипучих, гранульованих та склоподібних матеріалів, для яких характерна структурна складність, багатомасштабність і надзвичайна чутливість до зовнішніх чинників. Такі матеріали широко використовуються у промисловості, повсякденному житті, характерні для фізики живого.

Розвинуто відомі методи та створено низку нових методів статистичної фізики для опису явищ агрегації, кластеризації, комплексоутворення та фазових перетворень різних типів м’яких речовин. Вперше отримано фазові діаграми для полідисперсних колоїдних матеріалів та сумішей. Досліджено вплив зовнішніх полів та лазерного випромінювання на перебудову колоїдних структур.

З’ясовано вплив сіткоформуючих кластерів на характеристики рідин, що дозволило зрозуміти причини аномальних властивостей води. Методом колективних змінних побудовано мікроскопічну теорію розчинів електролітів, яка справедлива у великому інтервалі концентрацій, температур та тисків і нині широко використовується для аналізу експериментальних даних.

Створено теорію аномальної поведінки ємності подвійного електричного шару при низьких температурах. В іонних рідинах досліджено залежність критичної поведінки  від параметра іонності і на цій основі вперше описано відомі експериментальні результати. В нематичних кристалах запропоновано пояснення нових фізичних явищ, зокрема, періодичності фазового переходу при дії інфрачервоного випромінювання та перетворення дисипативних структур нематика, індукованого шумом.

Передбачено і експериментально виявлено явище формування структур у рідкокристалічних колоїдах та емульсіях і вивчено вплив лазерного випромінювання на їх перебудову.

 

Загальний індекс цитування (SCOPUS) – 4000, h-індекс=33. Захищено 18 докторських та 45 кандидатських дисертацій.

Громадське обговорення роботи відбулося в  Київському національному університеті імені Тараса Шевченка  на радіофізичному  факультеті 22 вересня 2011 року о 14.30 (46 аудит). 

Надіслати коментар

Коментарі

В.А. Татаренко

У поданому циклі праць "Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування" запропоновано та розвинуто низку теоретичних підходів щодо опису поведінки складних модельних систем, які адекватно враховують основні характерні фізичні риси м’якої речовини. Основу цих підходів складають: ефективна метода колективних змінних, концепція асоціативності і багатогустинний формалізм в теорії інтеґральних рівнянь, концепція узгодження кінетики та гідродинаміки і метода узагальнених колективних мод, теоретико-польове суперсиметричне представлення складних систем, що самоорганізуються.
Зокрема, авторами побудовано формалізм опису розчинів електролітів і розвинуто суперсиметричні підходи для опису поведінки гетерополімерів, запропоновано опис полімерної реляції, досліджено кооперативні механізми адсорбції полімерів, пояснено процеси структуроутворення у рідкокристалічних колоїдах та властивості наноколоїдних систем.
Значну кількість теоретичних результатів підтверджено експериментальними спостереженнями.
Цей цикл праць є результатом багаторічної роботи вчених України, але актуальність їх не викликає сумніву, оскільки запропоновані в ньому методи становлять потужній арсенал розвитку фізичної науки про конденсовану речовину в рідкому та м’якому стані.
Статті з цього циклу мають індекс цитування, що свідчить про високу оцінку одержаних результатів науковою спільнотою та їх корисність для подальшого з’ясування механізмів еволюції складних систем.
Тому вважаю, що цикл праць І.Р. Юхновського, Ю.В. Головача, М.Ф. Головка, Ю.В. Калюжного, Б.І. Лева, І.М. Мриглода, В.Г. Назаренка, О.І. Олємского, М.В. Токарчука та А.Д. Трохимчука заслуговує на присудження високої нагороди — Державної премії України в галузі науки і техніки.

В.А. Татаренко, доктор фізико-математичних наук, заступник директора Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України

Волошинвський А.С.

Висловлюю свою безумовну підтримку циклу наукових робіт "Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування" (автори: І.Р.Юхновський, Ю.В.Головач, М.Ф.Головко, Ю.В.Калюжний, Б.І.Лев, І.М.Мриглод, В.Г.Назаренко,
О.І.Олємской, М.В.Токарчук, А.Д.Трохимчук), висунуту на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки. Цей цикл робіт грунтується на надзвичайно потужному та гнучкому методі колективних змінних, основи якого були закладені академіком І.Юхновським та його учнями на початку 70-х.. Подальший розвиток теорії колективних змінних дозволив органічним чином доповнити її рядом інших методів, які включають широке коло методів статистичної фізики, квантової теорії поля, а також методами комп'ютерного та реального експерименту. Принциповою особливістю запропонованого циклу робіт є те, що в його основу покладений мікроскопічний підхід, завдяки якому авторам вдалося описати властивості надзвичайно широкого класу о'бєктів, які об'єднані терміном м'яка речовина. Дослідження, виконані в рамках цього циклу робіт, є фундаментальною основою для розвитку прикладних застосувань в технології, зокрема в такій її "гарячій" галузі, як нанотехнологія. Роботи, що входять у цикл, опубліковані у провідних міжнародних наукових виданнях і є добре відомими у світі. Зокрема, про це свідчить велика кількість посилань на ці роботи (більше 4000), а також високе значення фактору Хірша (33), що безумовно є об'єктивними показниками міжнародного визнання важливості досліджень, виконаних авторами. Зауважу, що згідно дослідження, проведеного НБУ ім. Вернадського, троє з авторів цього циклу робіт (Ю.В.Калюжний, М.Ф.Головко і А.Д.Трохимчук, http://www.nbuv.gov.ua/rating/ratings_sci/) входять до ста найбільш цитованих вчених України.
Вважаю, що автори циклу робіт: "Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування", заслуговуть присудження їм Державної премії України в галузі науки та техніки.
Зав. кафедри експериментальної фізики
Львівського національного університету імені Івана Франка,
професор Волошиновський А.С.

Ткачук В. М.

Ця робота підсумовує результати багаторічних досліджень колективу авторів: Юхновський І. Р., Головач Ю. В., Головко М. Ф., Калюжний Ю. В., Лев Б .І., Мриглод І. М., Назаренко В. Г., Олємской О. І., Токарчук М. В., Трохимчук А. Д. Я добре знаю деякі роботи цього колективу авторів, зокрема, роботи Ю. Головача та Ю. Калюжного, з якими часто обговорював задачі, що виникають в теорії м’якої речовини.

Дослідження авторів призвели до становлення в Україні нового напряму – фізика м’якої речовини. Цей напрям охоплює широке коло об’єктів, починаючи від систем у рідкому стані і до об’єктів, що відносились раніше переважно до сфери хімічних та біологічних наук. Авторам вдалося розв’язати низку фундаментальних проблем і кількісно описати системи, які цікаві для прикладних застосувань і важливі для інженерії, хімічних і матеріалознавчих технологій, а також екології.

Повністю підтримую роботу “Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування”, на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки за 2011 рік.

Професор кафедри теоретичної фізики
Львівського національного університету
Імені Івана Франка Ткачук В. М.

Прудников Владимир Васильевич

Цикл работ по теме «Микроскопические подходы в физике мягкого вещества: развитие методов и их приложений» характеризуется высокой актуальностью, поскольку рассматриваемый в работах объект исследования - мягкая материя, а именно: атомные, молекулярные и макромолекулярные жидкости, электролитические растворы, жидкие металлы, полярные и магнитные жидкости, жидкие кристаллы, гели, полимерные и аморфные материалы, является наиболее сложным для теоретического описания случаем макроскопических систем, для которых уже невозможно ввести малый параметр, характеризующий взаимодействие частиц системы, и, в дополнение к этому, в них отсутствует дальний пространственный порядок. Широкая востребованность данных материалов в наукоемких технологиях делает данное направление исследований одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов физики конденсированного состояния. Теоретические методы, применяемые авторами цикла работ для описания данных сложных систем, характеризуются широким разнообразием: это методы как равновесной, так и неравновесной статистической физики, методы квантовой теории поля и методы компьютерного моделирования, но в то же время эти методы взаимно дополняют друг друга. Практически в каждой из приведенных в списке работ, выдвигаемых на премию, представлены авторские оригинальные теоретические подходы, применение которых позволило выйти на новый научный уровень не только теоретического описания, но и понимания физики поведения этих сложных структурно неупорядоченных систем.

Выдвигаемые на премию работы опубликованы в престижных научных журналах с высоким индексом цитирования, полученные авторами результаты хорошо известны международной научной общественности и получили высокую оценку специалистов.
Считаю, что авторский коллектив цикла работ по теме «Микроскопические подходы в физике мягкого вещества: развитие методов и их приложения» заслуживает присуждения ему Государственной премии Украины в области науки и техники в 2011 году.

Прудников Владимир Васильевич, доктор физико-математический наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической физики Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского

Прудников Владимир Васильевич

Цикл работ по теме «Микроскопические подходы в физике мягкого вещества: развитие методов и их приложений» характеризуется высокой актуальностью, поскольку рассматриваемый в работах объект исследования - мягкая материя, а именно: атомные, молекулярные и макромолекулярные жидкости, электролитические растворы, жидкие металлы, полярные и магнитные жидкости, жидкие кристаллы, гели, полимерные и аморфные материалы, является наиболее сложным для теоретического описания случаем макроскопических систем, для которых уже невозможно ввести малый параметр, характеризующий взаимодействие частиц системы, и, в дополнение к этому, в них отсутствует дальний пространственный порядок. Широкая востребованность данных материалов в наукоемких технологиях делает данное направление исследований одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов физики конденсированного состояния. Теоретические методы, применяемые авторами цикла работ для описания данных сложных систем, характеризуются широким разнообразием: это методы как равновесной, так и неравновесной статистической физики, методы квантовой теории поля и методы компьютерного моделирования, но в то же время эти методы взаимно дополняют друг друга. Практически в каждой из приведенных в списке работ, выдвигаемых на премию, представлены авторские оригинальные теоретические подходы, применение которых позволило выйти на новый научный уровень не только теоретического описания, но и понимания физики поведения этих сложных структурно неупорядоченных систем.

Выдвигаемые на премию работы опубликованы в престижных научных журналах с высоким индексом цитирования, полученные авторами результаты хорошо известны международной научной общественности и получили высокую оценку специалистов.
Считаю, что авторский коллектив цикла работ по теме «Микроскопические подходы в физике мягкого вещества: развитие методов и их приложения» заслуживает присуждения ему Государственной премии Украины в области науки и техники в 2011 году.

Прудников Владимир Васильевич, доктор физико-математический наук, профессор, заведующий кафедрой теоретической физики Омского государственного университета им. Ф.М. Достоевского

С.Й.Вільчинський

С.Й.Вільчинський

Незважаючи на те, що проведений на протязі останніх десятиріч гігантський
обсяг експериментальних, теоретичних і особливо комп'ютерних досліджень фізики
рідин і м’якої речовини дозволив досягнути високого рівня розуміння
властивостей речовини в такому стані, встановлення фізичних основ цих
властивостей залишається невирішеною задачею. Я би сказав так - сучасна фізика
майже все знає по властивості м'якої речовини, але далеко не всі властивості
може пояснити, тобто спостерігається очевидний розрив між Знанням і
Розумінням. Ліквідація означеного розриву - прерогатива мікроскопічної теорії.
І в цьому сенсі важко переоцінити вклад, зроблений авторами циклу робіт
"Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування". Розвинений в цьому циклі мікроскопічний підхід дозволяє з
перших принципів описати властивості досліджуваного об'єкту, і що надзвичайно
важливо, дає можливість з єдиних позицій вивчати різні об’єкти м’якої
речовини. А такі запропоновані авторами оригінальні теоретичні підходи як
метод колективних змінних, багатогустинний формалізм в теорії інтегральних
рівнянь і метод узагальнених колективних мод швидко були визнані науковою
спільнотою і широко використовуються другими вченими при дослідженні рідин.

Я впевнений, що поданий цикл робіт безумовно заслуговує бути удостоєним
Державної премії України.

Доктор фізико-математичних наук, професор, зав.кафедрою квантової теорії поля
Київського національного університету імені Тараса Шевченка
С.Й.Вільчинський

О.В. Толмачов

По-перше, згоден з колегами щодо виключно великого значення розвитку уявлень про м’яку речовину для сучасної фізики, хімії, біології, матеріалознавства, техніки. Авторський колектив, який представив на цей конкурс свій цикл робіт, працює в одному з найсучасніших і найважливіших наукових напрямів. Класичним представником м’якої речовини є термотропні і ліотропні рідкі кристали. В Україні теоретичні і експериментальні дослідження рідких кристалів, до яких мають безпосереднє творче відношення представники авторського колективу, почали активно розвиватися на початку 70 рр. Опис роботи містить докладний перелік оригінальних результатів, одержаних авторами і цій її частині. Слід відмітити побудову мікроскопічної теорії рідких кристалів, результати досліджень кінетичних явищ у нематиках, створення нової теорії орієнтаційних перетворень нематичного рідкого кристалу з домішками барвника в електромагнітних полях, дослідження взаємодій колоїдних частинок, що індуковані деформацією пружного поля директора в рідкому кристалі, визначення механізму захоплення лазерним променем колоїдних частинок, розподілених в нематику, і інші, не менш важливі і естетичні з фізичної точки зору результати. Вже тільки на основі аналізу цього одного фрагмента роботи (загалом авторами заявлено 11 напрямів діяльності) слід константувати високий науковий рівень циклу в цілому. Справляє сильне враження результат незалежного тестування рівня роботи – індекс цитування наукових статей авторів.
Вважаю, що авторський колектив заслуговує на присудження Державної премії України в галузі науки і техніки.

Лауреат Державної премії України, чл.-кор. НАН України О.В. Толмачов

Слюсаренко Ю.В.

Фундаментальні дослідження в області фізики м’якої речовини є надзвичайно
актуальними та перспективними, зокрема з точки зору сучасних нанотехнологій.
Окремо тут можна виділити так звані ‘м’які’ нанотехнології, у яких
властивості ‘м’яких’ компонент відіграють ключову роль. До останніх власне і
відносяться традиційні об’єкти фізики м’якої речовини: від рідин, полімерів
та колоїдів, рідкокристалічних систем і до різноманітних біологічних
структур, що важливі для розуміння фізики живих організмів.
Складні між- та внутрішньо-молекулярні взаємодії, процеси асоціації та
кластероутворення спричиняють до появи багатства властивостей м’якої
речовини, на які, водночас, можна легко впливати і змінювати, що важливо для
практичних застосувань. Наявність кількох конкурентних і суттєво різних
просторових та часових масштабів значно ускладнює теоретичний опис м’якої
речовини, навіть у порівняння із випадком простих рідин, де домінує близький
порядок за умови макроскопічного структурного безладу в об’ємі. І тут доречно
згадати, що ще зовсім недавно (середина XX ст.) вважалося, що побудова
мікроскопічної теорії рідин є вкрай складною задачею, яку практично неможливо
зреалізувати. Тому великим досягненням авторів слід вважати побудову цілої
ієрархії методів та підходів, які створили добру основу для того, щоб можна
було нині уже говорити про теорію м’якої речовини.
Роботи, включені у цикл, є добре апробованими. Вони отримали широкий
міжнародний резонанс і добре цитуються у світовій науковій літературі.
Свідченням цьому є високий h-фактор цього циклу робіт, що складає 30. Вважаю,
що роботи цього циклу мають світовий пріоритет і відкривають широкі
перспективи для практичних застосувань, автори багато зробили для підвищення
міжнародного іміджу української науки, а тому є усі підстави вважати, що
автори заслуговують на присудження їм Державної премії України в галузі науки
і техніки в 2011 році.
Ю.В.Слюсаренко, член-кор. НАН України

П.М. Томчук

Поданий цикл робіт охоплює широку і важливу область фізики конденсованого середовища. Через відсутність в цьому розділі фізики малого параметру і періодичного потенціалу для побудови теорії м'якої матерії потрібно перш за все розвиток нових методів і нових моделей. Саме цим і цінний даний цикл робіт. В ньому як розвинуто нові методи , так і з їх допомогою отримано нові фундаментальні результати.
Вважаю, що поданий цикл робіт безумовно заслуговує високої нагороди - Державної премії України.

Двічі лауреат Державної премії України член-кор. НАН України П.М.Томчук.

А. И. Соколов

За последние 20 лет физика так называемой "мягкой материи" стала актуальной и очень быстро развивающейся междисциплинарной областью исследований. Проблематика, охватываемая этим термином, необычайно широка и простирается от простых жидкостей и жидких кристаллов до систем биологического уровня сложности. Сложны и возникающие здесь теоретические задачи, которые требуют для своего решения применения многообразного и наиболее современного математического инструментария, как аналитического (ВТР, НТР, метод ренормализационной группы), так и компьютерного.

Интенсивные исследования в области физики "мягкой материи" ведутся на Украине еще с советских времен. Сегодня они сосредоточены в нескольких крупных научных центрах, которые представлены авторами обсуждаемого цикла работ. Эти центры продуктивно сотрудничают с западными университетами и лабораториями, активно ведут собственные исследования, привлекая к ним молодежь и тем самым способствуя сохранению в республике развитой научной инфраструктуры.

В этой связи представляется естественным, что цикл работ, выполненных в упомянутых центрах, выдвигается на соискание Государственной премии Украины за 2011 год. Эти работы числом более 100 опубликованы в ведущих научных журналах, ряд из них имеют индексы цитирования, измеряемые десятками. Основные результаты, полученные авторами, хорошо известны на национальном и международном уровнях и признаны широким кругом специалистов.

По моему мнению, коллектив авторов, представивших цикл работ «Теория "мягкой" материи: развитие методов и их приложения», заслуживает присуждения Государственной премии Украины в области науки и техники за 2010 год.

А. И. Соколов, доктор физико-математических наук, профессор Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ", Санкт-Петербургского государственного университета и Академического университета - Научно-образовательного центра нанотехнологий РАН

Jurij Kozicki

urij Kozicki

I believe that conducting fundamental research works in soft matter physics is very important in view of various applications in physics, chemistry, biology, and other fields. The characteristic feature of the research conducted by the group of Prof. I. R. Yukhnovskii is that everything is performed in a unified microscopic approach, in which most of the fundamental physical properties of matter are taken into account. In the framework of this approach, the authors apply a number of very effective methods developed by them, such as the collective variable method, as well as powerful computational tools.
The results obtained are enormously valuable - I would dare to qualify them as a breakthrough in a very important domain of modern physics. Thus, I am deeply confident that the cycle of works under discussion is a very good candidate to the State Award of Ukraine.

Professor, doctor hab. Jurij Kozicki, Head of Chair of Informatics, Faculty of Mathematics, Physics, and Informatics, Maria Curie-Sklodowska University, Lublin, Poland. email jkozi@hektor.umcs.lublin.pl

В.Ю. Сторіжко

Основним результатом циклу робіт „Теорія м’якої речовини: розвиток методів і їх застосування” є безперечно метод колективних змінних, запропонований більш півсторіччя назад академіком І.Р. Юхновським. Разом із тим цей цикл містить ряд інших важливих досягнень, значення яких визначається як отриманими результатами, так і потужністю використаних методів.
У зв’язку з цим привертає увагу використання концепції суперсиметрії і методів квантової теорії поля при аналізі впливу замороженого безладу на статичні та динамічні властивості невпорядкованих гетерополімерів. У рамках стандартного підходу використання такої схеми основується на рівнянні Ланжевена, яке описує стохастичні зміни фізичного поля з часом. У рамках розробленого методу автори запропонували розглядати рух уздовж гетерополімерного ланцюга як течію фізичного часу. У результаті було запропоновано польову схему, яка дозволяє оптимальним чином відобразити ефекти пам'яті й неергодичності системи, що володіє замороженим безладом. Побудовано ефективний гамільтоніан невпорядкованого гетерополімера, який зводиться до вільної енергії залежно від композиційного параметра порядку. Знайдено залежності ізотермічної й адіабатичної сприйнятливостей, параметра пам'яті й необоротного відгуку від температури та інтенсивності замороженого безладу.
Уже на основі розглянутого фрагмента (а таких у роботі міститься більш десяти!) можна заключити, що цикл праць Юхновського І.Р., Головача Ю.В., Головка М.Ф., Калюжного Ю.В., Лева Б.І., Мриглода І.М., Назаренка В.Г., Олємского О.І., Токарчука М.В.та Трохимчука А.Д. заслуговує присудження Державної премії в галузі науки та техніки.
В.Ю. Сторіжко, академік НАН України, заслужений діяч науки і техніки України