Формирование наноструктур в системах сильнозаряженных жесткоцепных макромолекул

• Автор: Гуськова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Глава IV. Сетчатые структуры в растворах
жесткоцепных полиэлектролитов и мультивалентных ио

IV. 1 Формулировка проблемы
IV .2 Модель и метод расчета
IV. 3 Результаты расчетов
^.3.1 Характеристики отдельных цепей в структуре
сетки
IV.3.2 Характеристика разветвленных структур
^.4 Заключение
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1. Список принятых сокращений
Приложение 2. Избранные публикации по теме диссерта

Многие синтетические макромолекулы, содержащие атомные группы различной химической природы, способны самоорганизовываться в сложные трехмерные ансамбли. Интерес к самоорганизующимся полимерам определяется их способностью, с одной стороны, образовывать устойчивые и весьма упорядоченные наноструктуры, а с другой - легко менять формы самоорганизации при небольших изменениях внешних параметров.
Для водных систем важнейшими движущими силами самоорганизации являются гидрофобные и электростатические взаимодействия. Наличие заряженных групп характерно как для низкомолекулярных амфифилов, так и для многих синтетических и природных полимеров - представителей класса ион-содержащих макромолекул. При сильной диссоциации их звенья приобретают отрицательные заряды, и каждая макромолекула может рассматриваться как полианион. Возможно образование и поликатионов -цепей с положительно заряженными звеньями.
Специфика макромолекул состоит в том, что они построены из большого числа звеньев, которые из-за ковалентной связанности не могут двигаться независимо друг от друга. Это резко понижает трансляционную энтропию системы. Данное обстоятельство служит главной причиной повышенной способности полимеров, в том числе и полиэлектролитов, к структурообразованию по сравнению с низкомолекулярными соединениями.
Перечень областей, в которых самоорганизующиеся полиэлектро-литные системы находят практическое применение, чрезвычайно широк. Сюда относятся как достаточно традиционные задачи по созданию новых конструкционных материалов, так и сравнительно недавно возникшие за-

таточно низких температурах и значениях диэлектрической постоянной, не превышающих 4, что для реальных систем отвечает органическому растворителю.
а Ь
Рис. 8. Зависимости расстояния между центрами масс подсистем от длины цепи поликатиона при Т= 0.5 (1), 2.5 (2), 5 (3), 1 (4-6) и ег = 1 (1-3), 2 (4), 4 (5), 12 (6).
Короткоцепные катионы являются конденсирующими агентами только в условиях низких температур и малых 8Г. Это связано с их большей трансляционной подвижностью. Напротив, олигокатионы с длинной цепью активно участвуют в комплексообразовании и делают полианион более компактным даже при весьма высоких температурах.
Для описания локального окружения, формирующегося вблизи мономерного звена полианиона, использовалась парная корреляционная функция “полианион - поликатион” gлв(r). Рисунок 9 демонстрирует изменение gAв(^‘) в зависимости от ег при п = 16 и Т= 1.