За допомогою методу віскозиметрії встановлено вплив температури, концентрації вихідних речовин і каталізатора на динаміку процесу гелеутворення в системі тетраетоксисилан (ТЕОС) - етанол - вода. Досліджено кінетику фотоініційованої полімеризації композиції на основі диакрилатних мономерів за присутності золь-гель систем на основі ТЕОС. Синтезовані за допомогою золь-гель методу гібридні полімер-кремнеземні нанокомпозиційні матеріали мають протонну провідність, що підтверджено імпедансними спектрами.

Виконано квантово-хімічний розрахунок (КХР) структури тетраетоксисилану (ТЕОС) за допомогою методів РМ6, Хартрі - Фока і DFT. Встановлено, що метод РМ6 є оптимальним для цього розрахунку. З використанням КХР оцінено кінетичні параметри - енергію активації та передекспоненціальний множник - гідролізу молекули ТЕОС.

За допомогою методу віскозиметрії досліджено динаміку в'язкості золь-гель систем тетраетоксисилан - розчинник - вода під час гелеутворення. Встановлено вплив різних чинників (температури, концентрації вихідних речовин і каталізатора золь-гель процесу) на швидкість гелеутворення. Вимірювання градієнтної залежності в'язкості надало змогу за допомогою методу оптимізації в програмі ORIGIN 5.0 визначити пружну та фрикційну компоненти в'язкості. Оцінено інтегральну енергію активації процесу гелеутворення в золь-гель системах.

Досліджено кінетику, морфологію та властивості фотоотверднених одночасних епоксиакрилатних взаємопроникних полімерних сіток на основі діанових епоксидних смол і триетиленглікольдиметакрилату. Результати кінетичних досліджень фотополімеризації під дією УФ-лампи та сонячного світла, які отримані методами ІЧ-спектроскопії та лазерної інтерферометри, показали сприятливий вплив високої температури та сонячного світла влітку на ступінь перетворення епоксигруп. Доведено, що від умов формування залежать такі властивості взаємопроникних полімерних сіток як густина, гель-фракція, молекулярна маса між вузлами зшивання та фазова морфологія. Зокрема, при фотополімеризації за безкисневих умов, на відміну від полімеризації в атмосфері повітря, зразки взаємопроникних полімерних сіток виявляють вищі значення густини та гель-фракції. У закритих формах переважно утворюються однофазові системи, а у відкритих - двофазові.

Проаналізовано сучасний стан досліджень синтезу матеріалів для протонопровідних мембран паливних елементів. Підкреслено актуальність досліджень у зв'язку з необхідністю ширшого запровадження енергозберігальних технологій в різних галузях господарства, що зумовлено проблемами вичерпання природних запасів енергетичної сировини, а також підвищенням екологічних стандартів. Проаналізовано основні стратегії створення полімерних матеріалів, що мають протонопровідні властивості: синтез і модифікація фторованих полімерних мембран типу Nafion, отримання поліконденсаційних матеріалів різноманітного складу, синтез композиційних і гібридних матеріалів. Розглянуто найновіші підходи до створення альтернативних нефторованих матеріалів для полімерних мембран, зокрема, синтез гібридних органо-неорганічних композитів, використання блок-кополімерів й іонних рідин.

Синтезовано наноструктуровані органо-неорганічні плівки за допомогою методу фотоініційованої полімеризації акрилатної композиції за присутності золь-гель системи на основі тетраетоксисилану, а також за проведення золь-гель процесу in situ в полімерній матриці полівініліденфториду. Визначено кінетичні параметри процесу фотоініційованої полімеризації диакрилатної композиції залежно від складу полімеризаційних систем. За допомогою методу імпедансної спектроскопії виміряно протонну провідність синтезованих плівок. Розроблено нанокомпозитні покриття для застосування в сонячних теплових колекторах. Визначено їх ефективність у засвоєнні сонячної теплової енергії за опромінення природною сонячною радіацією та імітатором сонячного випромінювання за максимальною температурою нагріву пластин із нанесеним покриттям.

Синтезовано гібридні органо-неорганічні мембрани на основі акрилових мономерів, зокрема таких, що містять сульфогрупи. Синтез здійснено за допомогою методу фотоініційованої кополімеризації мономерів за присутності золь-гель системи тетраетоксисилан - C2H5OH - H2O. Морфологію одержаних наноструктурованих органо-неорганічних матеріалів оцінено за допомогою методу сканувальної електронної мікроскопії. Для початкової стадії процесу дифузії парів води досліджено сорбційні характеристики мембран різного складу та за різних температур. Розраховано коефіцієнти дифузії парів води у мембранах.

Синтезовано гібридні полімер-неорганічні мембрани на основі акрилових мономерів (зокрема, сульфовмісних) і наночастинок кремнезему, сформованих у результаті in situ золь-гель перетворення тетраетоксисилану. Досліджено сорбційні характеристики мембран із різним вмістом сульфогруп і зшиваного агента - N,N'-метиленбісакриламіду для початкової стадії процесу дифузії парів води та розраховано коефіцієнти дифузії парів води у мембранах. Одержані нанокомпозитні мембрани характеризуються однорідною структурою, що підтверджено методом сканувальної електронної мікроскопії.