Лаборатория молекулярной динамики
Исследование термомеханических свойств карбоксилановых дендримеров.
Карбоксилановые дендримеры - это сверхразветвленные регулярные полимеры. Они состоят из
ядра (4-валентного атома кремния ), узлов ветвления ( также атомов кремния ), межузловых фрагментов -(СН2)3-
и концевых групп СН3 и -(СН2)3-СН3.
Впервые с помощью
молекулярно-динамического
моделирования анализируются
упругие и релаксационные свойства
макромолекул (дендримеров). Для
этого исследуется взаимодействие
макромолекулы с непроницаемой
упругой стенкой и реакция
дендримера на сжатие между двумя
жесткими стенками. Механическое
поведение молекулярной глобулы
представляет особый интерес в
связи с развитием метода атомной
силовой микроскопии, который
позволяет получать изображение
отдельных макромолекул. Для
выяснения роли внутримолекулярной
структуры полимера на
термомеханические свойства,
параллельно проводились численные
эксперименты на молекулах белка
лизоцима. Проведено моделирование
процесса (основные стадии
представлены на рисунке здесь) взаимодействия иглы и подложки атомно-силового
микроскопа с макромолекулой.
Получены зависимости силы сжатия от величины расстояния между
плоскостями для различных скоростей сжатия (от 0,002 до 2,0 А/пс)
и различных условий теплоотвода.
Во всех рассмотренных случаях наблюдалась гистерезисная петля
при сжатии и последующем растяжении дендримера.
На ветви сжатия можно выделить несколько участков:
область перераспределения концов молекулы;
область линейной деформации и
область быстрого нелинейного роста силы.
Как оказалось, линейность сохраняется, если сжимать дендример
не более чем на 1/2 от его исходного диаметра.
Упругие свойства дендримера зависят от его температуры.
Коэффициент упругости на линейном участке оказался равным 2.4 Н/м
при начальной температуре 100 К и 1.8 Н/м при 400 К.
Показано, что при отсутствии внешних деформирующих сил
дендример восстанавливает свою глобулярную форму
за несколько пикосекунд.
Send you comments to b_vladimir@impb.psn.ru
|
