Введение к работе
з
Актуальность проблемы.
Вместе с развитием ЭВМ получил широкое распространение прогноз свойств химических объектов.
Эта проблема важна возможностью оперативной диагностики и конструирования активных соединений. Одним из эффективных методов при анализе биологической активности является дескрипторный подход, которий и был применен для решения новой задачи — задачи прогноза способности химических соединений модифицировать поливинил-хлорид (ПВХ). Постановлением Президиума РАН от 13.01.98 выделено в приоритетное направлеяие 3.2. Зависимость структура — свойство [Изв. Акад. наук. Серия химическая. — 1998. — №3. — С. 551].
Добавки к ПВХ были взяты для исследования из-за большого объема выпуска ПВХ-композиций",' не спадающего интереса к ним и возможности разработать "новый подход на обширном статистическом материале для прогнозирования свойств соединений, исследовать специфические закономерности "структура — свойство" и на их основе конструировать новые химические соединения, обладающие заданными свойствами. Исследования проводились в рамках программы "Новые полимерные материалы" по теме НПМ-53-1/257-94.
Основной целью работы является:
Разработка статистической базы данных и на ее основе создание инструмента сортировки, автоматизированного сужения множества химических соединений и прогнозирования их свойств на примере органических добавок к композициям леї основе ПАХ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1.Проводился всесторонний анализ и разрабатывались наиболее эффективные математические методы исследования и анализа, учитывающие специфику выбранных объектов.
2.Адаптировалась концепция дескрипторного алфавита для сортировки, анализа свойств и конструирования добавок к ПВХ.
3.Систематизировалась доступная информация для построения статистической базы данных и дальнейшего ее использования.
4.Вычислялись обобщенные статистические образы добавок к ПВХ и выявлялись новые зависимости "структура — свойство".
Основные методы исследования.
При разработке защищаемых результатов использовались следующие научные направления: наукометрия, теория распознавания образов, теория вероятностей и математической статистики, теория нечетких множеств, математический анализ, теория баз данных, теория алгоритмов и их оптимизации, органическая химия, химия и физика полимеров .
Основным инструментом исследования являлся IBM-совместимый компьютер на базе процессора AMD K5-PR100. Для написания программ использовался язык PASCAL 6.0.
Научная новизна результатов диссертации.
-
Разработана статистическая база данных по органическим соединениям — добавкам к ПВХ.
-
Разработан инструмент автоматизированного сужения выборочного множества органических соединений по заданным параметрам.
-
Формализован многокритериальный метод ранжирования химических соединений по степени проявляемой активности, основанный на применении элементов теории нечетких множеств.
-
Вычислены статистические зависимости способности мономерного соединения модифицировать ПВХ от его химической структуры.
-
Разработаны процедуры и алгоритмы, позволившие адаптировать созданную систему для решения новых задач, осуществлять ранжирование химических соединений и обрабатывать статистическую информацию для последующего использования.
Автор защищает:
1.Методику автоматизированного сужения множества и экспертизы органических соединений.
2.Статистическую базу данных по модификаторам ПВХ.
3.Алгоритм ранжирования и сортировки органических соединений.
4.Статистические зависимости "структура — свойство".
Практическая ценность работы.
Разработан автоматизированный способ отбора по
графическому представлению структурной формулы наиболее
перспективных для исследования и испытания в практиче
ских целях органических соединений. Реализована возмож
ность вести в интерактивном режиме направленное конст
руирование новых перспективных соединений на примере
модификаторов ПВХ. Разработан обучающий модуль для ис-^
пользования в вузовском учебном процессе., в практикумах
по физикохимии полимеров. -"
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: 10-ой международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии", Тула, 1996; Школе молодых ученых при 10-ой международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии", Тула, 1996; 4-ой международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические технологии 96", Волгоград, 1996; III межвузовской научно-практической конференции, Волгоград, 1996; Школе по моделированию автоматизированных технологических процессов при международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии", Новомосковск, 1997; 1-й школе специалистов резиновой промышленности "Компьютерные методы в технологии переработки эластомеров", Волгоград, 1997; 11-ой международной конференции "Математические методы в химии и технологиях", Владимир, 1998; Школе молодых ученых при 11-ой международной конференции "Математические методы в химии и технологиях", Владимир, 1998; 32-35 научных конференциях ВолгГТУ, Волгоград, 1995-98 г.г.;. А также в переписке со специалистами: Дерендяевым Б. Г., д. х. н., профессором, руководителем Научно-технического центра химической информатики НИОХ СО РАН; Костик М., Белградский университет, Югославия; Ивановым А. А., к. т. н., докторантом кафедры хим. техники Дзержинского филиала НГТУ.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы.
Диссертационная работа изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из хшолоїшя, шести разделов и заключения, иллюстркрозаншж 12 рпсут:і.ч*ч и 53 таблицами, приложения и списка испояьзйэанки': 5!сто".жі-ков, включающего 162 наименования.
