Влияние температуры и пространственных ограничений на самоорганизацию амфифильных гребнеобразных макромолекул

• Автор: Глаголева, Анна Александровна
• Шифр специальности: 02.00.06, 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Линейные и привитые амфифильные макромолекулы

1.2. Распознавание поверхности.

1.3. Микрофазное расслоение в расплавах и концентрированных растворах сополимеров

1.3.1. Микрофазное расслоение в объеме.

1.3.2. Микрофазное расслоение в цилиндрической поре

Глава 2. АМФИФИЛЬНЫЕ ГРЕБНЕОБРАЗНЫЕ МАКРОМОЛЕКУЛЫ С РАЗЛИЧНОЙ СТАТИСТИКОЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧЕК ПРИШИВКИ БОКОВЫХ ЦЕПЕЙ

2.1. Модель и метод расчета

2.2. Результаты и их анализ

Глава 3. АДСОРБЦИЯ ГРЕБНЕОБРАЗНЫХ АМФИФИЛЬНЫХ МАКРОМОЛЕКУЛ НА ПАТТЕРНИРОВАННУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.
3.1. Модель и метод расчета
3.2. Результаты и их анализ
Глава 4. МИКРОФАЗНОЕ РАССЛОЕНИЕ В РАСПЛАВАХ И КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРАХ СОПОЛИМЕРОВ ЛИНЕЙНОГО И АМФИФИЛЬНОГО БЛОКОВ
4.1. Методы моделирования
4.1.1. Метод МонтеКарло на кубической решетке с флуктуирующей длиной связи.
4.1.2. Метод диссипативной динамики частиц
4.2. Модель и техника эксперимента.
4.3. Микрофазное расслоение в объеме.
4.4. Структурирование свободного объема в ламелярной фазе
4.5. Микрофазное расслоение в цилиндрической поре
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Впервые предложено использование гребнеобразных макромолекул для распознавания на поверхности узора, имеющего границу заданной кривизны, и именно, узора в виде круга, нанесенного на плоскую поверхность, а также спирального узора кривизна границы которого непрерывно меняется. Впервые методом МонтеКарло исследованы процессы самоорганизации в концентрированных растворах макромолекул из линейного и амфифильного блоков в объеме и цилиндрическом капилляре при разных значениях структурных параметров таких макромолекул длины амфифильного блока и длины боковых цепей в нем. Впервые проведено сравнительное исследование распределения свободного объема в концентрированном растворе диблоксополимеров из линейного и амфифильного блоков и симметричных диблоксоиолимсров и обнаружено, что в случае амфифильных молекул на границе раздела фаз возникает сильное кристаллоподобное упорядочение свободных областей. Результаты данной работы могут служить для анализа экспериментальных данных в тех областях науки, где важно получать упорядоченные на микроуровне системы, а также контролировать свойства этих систем с помощью изменения внешних условий. Это такие области, как фармацевтика, электроника, оптоэлектроника, разработка новых функциональных материалов, мембран, покрытий, придающих поверхностям особые свойства. Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и тезисов конференций. Апробация работы. Личный вклад диссертанта. Результаты, изложенные в диссертации, получены лично автором. Постановка задач исследований, определение методов их решения и интерпретация результатов выполнены совместно с научными руководителями при личном участии диссертанта. Глава 1. Линейные и привитые амфифильные макромолекулы. Гребнеобразная макромолекула представляет собой линейную цепь остов, к которой привиты боковые цепи. Основные параметры гребнеобразной макромолекулы М степень полимеризации основной цепи, п степень полимеризации боковых цепей, т число мономерных звеньев между точками пришивки боковых цепей. Боковые привески существенно влияют на конформацию основной цепи, тем значительней, чем выше их степень полимеризации п и плотность пришивки 1 т. В работе 1 методом скейлинга были исследованы локальная конформационная структура и размеры длинной фебнеобразной макромолекулы в зависимости от качества растворителя, длины боковых привесок и плотности их пришивки. Исследовался случай фебнеобразной макромолекулы, состоящей из звеньев с одинаковым сродством к растворителю 1. Результаты были суммированы в виде фазовой диаграммы в переменных пт т рис. Т 0Г, где Т температура, 0 температура, при которой притяжение мономерных звеньев компенсируется эффектом исключенного объема 0температура. Рис. Диаграмма состояния изолированной фебнеобразной макромолекулы в координатах т пт 1 . На фазовой диафамме есть области симметричных режимов, где для основной и боковой цепи термодинамические режимы совпадают и отвечают режимам хорошего или 0растворителя и область несимметричного режима, где поведение основной цепи отвечает 0условиям, а боковых условиям хорошего растворителя. Видно, что скейлинговые зависимости существенно определяются отношением пт. При пт 1 при изменении качества растворителя основная цепи и боковая цепь переходят из состояния идеального клубка в состояние набухшего клубка при т как это наблюдается в случае обычных линейных цепей. Отметим, что увеличение отношения пт приводит к увеличению размеров цепи изза повышения локальной концентрации звеньев. В хорошем для остова и боковых цепей растворителе увеличение степени полимеризации боковых цепей приводит к эффективному повышению жесткости основной цепи, ее разворачиванию 15. Диафамма состояний становится значительно более сложной, если звенья основной и боковых цепей отличаются, т. В серии работ 6, 7 методом компьютерного эксперимента были исследованы амфифильные на уровне отдельного мономерного звена макромолекулы. Амфифильными мономерные звенья включает как гидрофильные, так и гидрофобные группы. Амфифильными на уровне отдельного звена являются многие синтетические водорастворимые полимеры, а также белки и одиночные нити молекул ДНК 8. Простейшая теоретическая модель амфифильных на уровне отдельного звена макромолекул рис.