Исследование строения обратных мицелл методом молекулярной динамики

• Автор: Невидимов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание

Список сокращений.

Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Общее представление о мицеллах

1.2. Экспериментальные данные о строении обратных мицелл АОТ

1.3. Применение молекулярной динамики при моделировании

макромолекулярных систем.

1.4. Применение молекулярной динамики при моделировании обратных

мицелл АОТ.

1.5. Применение молекулярной динамики при моделировании самосборки

мицелл.
1.6. Заключение.
Глава 2. Методика молекулярной динамики
2.1. Программа молекулярной динамики
2.2. Молекулярные модели
2.2.1. Параметры воды
2.2.2. Параметры АОТ.
2.2.3. Параметры гексана.
Глава 3. Молекулярная динамика предсформированных мицелл
3.1. Моделируемые системы.
3.2. Построение обратных мицелл.
3.3. Выбор длины траектории.
3.4. Форма обратных мицелл
3.5. Плотность воды.
3.6. Модель обратной мицеллы АОТ
3.7. Заключение.
Глава 4. Молекулярная динамика самосборки мицелл.
4.1. Моделируемые системы.
4.2. Построение стартовых систем.
4.3. Формирование обратных мицелл
4.4. Изменение параметра м0.
4.5. Изменение концентрации АОТ и воды.
4.6. Изменение стартового расположения молекул.
4.7. Форма обратных мицелл.
4.8. Плотность воды
4.9. Модель обратной мицеллы АОТ.
4 Заключение.
Глава 5. Молекулярнодинамическая модель обратных мицелл АОТ
5.1. Моделируемые системы
5.2. Форма обратных мицелл.
5.3. Строение оболочки обратных мицелл.
5.4. Размер обратных мицелл
5.5. Параметры модели
5.6. Заключение.
Выводы.
Публикации по материалам диссертации.
Список литературы


В ряде работ, посвящнных молекулярнодинамическому исследованию обратных мицелл, активно применялся подход, использующий уже готовую одиночную обратную мицеллу в качестве стартовой геометрии. Такой подход позволяет получать детальную информацию о строении обратных мицелл, используя расчты со сравнительно небольшой длиной траектории. Однако для его реализации необходима дополнительная информация о составе и размере обратной мицеллы, чтобы е можно было построить. Хотя этот подход использовался почти в каждом моделировании, никогда не ставились под сомнение результаты, получаемые с его помощью. Результаты расчтов могут оказаться следствием неправильного выбора параметров стартовой мицеллы и не соответствовать экспериментальным данным. В настоящее время стало возможным изучать процессы самосборки обратных мицелл. Очень немного работ используют такой подход. Считается, что результаты этих расчтов должны иметь меньшую зависимость от начальных условий, чем при использовании предеформированных мицелл. Поэтому можно ожидать, что они в большей степени будут соответствовать экспериментальным данным. Молекулярная динамика самосборки является новейшим инструментом исследования мицеллярных агрегатов и изучена пока слабо. Целью данной работы является теоретическое исследование строения обратных мицелл на детальном молекулярном уровне с применением современных вычислительных методов. ОМ и сопоставление е с известными экспериментальными данными. В качестве объекта исследования была выбрана наиболее известная в настоящее время трхкомпонентная система гексанводаАОТ, для которой в литературе имеется наибольшее количество экспериментальных данных. В работе использовались следующие методы метод квантовой химии и метод молекулярной динамики. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы, включающего 7 наименований. Основной материал изложен на 4 страницах и содержит рисунка. Содержание диссертации изложено в 1 научной статье, опубликованной в рецензируемом иностраннОхМ журнале, и в 5 тезисах докладов на Всероссийских и Международных конференциях. Основные результаты работы докладывались на Симпозиуме Нанофотоника Черноголовка, г. XIX Симпозиуме Современная химическая физика Туапсе, г. XX Симпозиуме Современная химическая физика Туапсе, г. II Выездном семинаре Моделирование актуальных задач в химии Таруса, г. Международной конференции Органическая нанофотоника СанктПетербург, г. В и гг. С.М. Батурина Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка. Глава 1. Термин мицелла был введн в году профессором ботаники Мюнхенского университета Карлом Вильгельмом фон Негели i для обозначения любой коллоидной частицы 1. Первоначально термин имел биологическое значение, поскольку все известные на то время коллоидные частицы были биологического происхождения. В году Каленберг и Шрейнер i обнаружили высокую проводимость разбавленных растворов солей некоторых органических кислот, однако объяснили е наличием примесей, гидролизом и разбавлением 2. Только спустя лет после экспериментов Каленберга и Шрейнера, в году, Макбейн i и Тейлор предположили, что причиной высокой проводимости этих растворов является образование заряженных коллоидных частиц. В течение лет 37 они изучали проводимость растворов натриевых солей карбоновых и сульфоновых кислот для подтверждения своей гипотезы. В году они в последовательном виде ввели понятие о коллоидном электролите 8. Последний представляет собой соль, у которой анионом является сильно гидратированная поливалентная мицелла. Формула такого аниона записывается в виде Рпп тНгО или x Рп НоО,,, где Р анион соответствующей органической кислоты. Таким образом, термин мицелла приобрл то значение, которое он имеет сегодня, только спустя лет после его введения ботаником Негели. У теории образования мицелл Макбсйна были противники. Одни пытались оспорить первенство в открытии коллоидного иона 9, другие полагали, что причиной необычных свойств растворов карбоновых и сульфоновых кислот и их солей являются процессы, не связанные с ассоциацией отдельных молекул в коллоидные частицы , .