Компьютерное моделирование одиночной жесткоцепной макромолекулы в объеме и вблизи адсорбирующей поверхности методом Монте-Карло в обобщенных ансамблях

• Автор: Мартемьянова, Юлия Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
Глава I
Изучение поведения разбавленного раствора полимерных макромолекул в различных внешних условиях обзор литературы

1. Теория и компьютерное моделирование разбавленного полимерного раствора.

1.1. Теория фазовых переходов в одиночной полимерной цепи.

1.1.1. срсход клубок глобула

1.1.2. Нссферичоскис глобулярные структуры

1.2. Компьютерное моделирование различных внутримолекулярных структур и переходов между ними

2. Исследования полимерных цепей вблизи поверхности

2.1. Теория, компью юпое моделирование
2.1.1. Адсорбция гибкой цепи
2.1.2. Адсорбция жесткоценных полимеров.
2.2. Экспериментальные результаты.
3. Описание состояния полимерной цепи в компьютерном эксперименте
3.1. Основные величины, характеризующие состояние полимерной цепи.
3.2. Определение точек перехода между структурами.
4. Заключение
Глава II
Одиночная жесткоцепная макромолекула в пространстве
1. Модели
1.1. Модель цепи с флуктуирующей длиной векторов связи
1.2. Расширенный ансамбль, алгоритм Ландау Ванга но внешнему нолю
Оглавление
1.3. Алгоритм Ландау Ванга по энергии для моделирования це
пивобьеме.
2. Диаграмма состояний одиночной жест ко цепи ой го мо по ли мерной молекулы
2.1. Диаграмма состояний
2.2. Переходы клубок жидкая глобула твердая глобула
2.3. Переход клубок цилиндрическая глобула
2.4. Переход сферическая цилиндрическая глобула.
3. Переход к ту бок глобула, жидкая твердая глобула в термодинамическом пределе.
3.1. Сравнение результатов, полученных с помощью алгоритма Метрополией и алгоритма Ландау Ванга.
3.2. Определение температур переходов для бесконечно длинной цени методом конечномерного масштабирования
4. Общие замечания.
Глава III
Одиночная жесткоцепная макромолекула вблизи адсорбирующей поверхности
1. Описание модели и алгоритма.
1.1. Модель н техника моделирования макромолекулы вблизи адсорбирующей поверхности
1.2. Сравнение результатов, полученных с помощью алгоритма Ландау Ванга и обычного МонтеКарло
2. Диаграммы состояний гибких цепей вблизи адсорбирующей поверхности .
3. Диаграммы состояний полу жестких цепей вблизи адсорбирующей поверхности
4. Форма адсорбированной гибкой и жесткой макромолекул.
5. Заключение.
Выводы
Литература


Диаграммы состояний для гибких полимерных макромолекул вблизи адсорбирующей поверхности для цепей длиной и 8 мономерных звеньев содержат области стабильности клубка, жидкой и твердой глобул, адсорбированного клубка, а также адсорбированной кристаллической глобулы. Диаграммы состояний для полужестких полимерных макромолекул вблизи адсорбирующей поверхности для цепей длиной и 8 мономерных звеньев содержат области стабильности клубка, жидкой и твердой глобул, адсорбированного клубка, а также адсорбированной жидкокристаллической глобулы. Линий переходов сдвигаются в область более высоких температур с увеличением длины цепи. Результаты моделирования с использованием алгори тма ЛандауВанга хорошо совпадают с результатами, полученными при моделировании с помощью алгоритма Метрополиса. Проводится сравнение методов моделирования. Исследуются переходы для двух длин цепей ,8, делается попытка изучить адсорбционный переход в термодинамическом пределе. Рассматривается зависимость линий переходов от душны и жесткости цепи при изменении силы притяжения к поверхности. Школа , i , I i i Гейло, Норвегия, марта2 апреля, . Конференция студентов и аспирантов но химии и физике полимеров и тонких органических пленок г. Тверь, мая . Зимняя школа i i i Бонн, Германия, февраля б марта, . Третья Всероссийская Каргинская конференция Полимеры Москва, января 1 февраля, . Конференция студентов и аспирантов по химии и физике полимеров и тонких органических пленок г. Солнечногорск, сентября . Школа ii i i i i Эриче, Италия, июля 1 августа . Международный симпозиум ii i v г. Всероссийская Школа по математическим методам для исследования полимеров и биополимеров г. Петрозаводск, база отдыха Деревня Александрова, июня . Четвертая Всероссийская Каргинская конференция Наука о полимерах му веку Москва, января 2 февраля, . Л. v, М. V. . Ivv, М. V. 2, . Ю.Л. Мартемьянова. Стукан, В. А. Иванов, Изучение конформаций одиночной жесткоцепной макромолекулы методом компьютерного моделированияВестник МГУ, Серия 3. Физика. Астрономия . Том. V.. Ivv, . V. 2, . В настоящее время полимерные макромолекулы привлекают все больше и больше внимания. На их основе создаются новые вещества, которые используются во многих областях, например, в медицине, в легкой промышленности, исследуются природные биополимеры, без которых невозможно функционирование биологических систем. Изучение поведения отдельных макромолекул в различных внешних условиях очень важно. Хотя все реальные системы это системы состоящие из заряженных молекул, в работе рассматриваются нейтральные системы с коротким радиусом потенциала взаимодействия мономерных звеньев, как аппроксимация случая, когда электростатические свойства мономерных звеньев существенно экранированы. Такие системы часто встречаются в природе, например, использование в качестве растворителя сильно концентрированной соли. Полимерная макромолекула обладает большим числом степеней свободы, поэтому она может принимать огромное число конформаций 17, при чем степени свободы проявляются на разных временных и пространственных масштабах. Например, ковалентная углеродная связь имеет размер порядка 1. А, а среднеквадратичный радиус расстояния между концами цени достигает нескольких сотен А. При изучении свойств и поведения макромолекул невозможно учесть все детали их строения, поэтому используют различные огрубленные модели как при построении теорий, так и в компьютерном моделировании 59. Компьютерное моделирование позволяет проводить более . Однако проводить моделирование полностью реалистичной модели достаточно сложно, это требует больших затрат компьютерного времени и памяти, хотя существуют такие комплексы программ, которые позволяют это проделать. Например, в книге описано, как, зная химическую формулу мономерного звена, можно провести количественную оценку физических свойств линейного или сетчатого полимера и, наоборот, проводить компьютерный синтез полимеров с заданными физическими свойствами, что существенно облегчает работу экспериментаторов.