Диссертация (Диаграммы состояний мультиблоксополимеров из гибких и полужестких блоков - компьютерное моделирование), страница 13
Описание файла
Файл "Диссертация" внутри архива находится в папке "Диаграммы состояний мультиблоксополимеров из гибких и полужестких блоков - компьютерное моделирование". PDF-файл из архива "Диаграммы состояний мультиблоксополимеров из гибких и полужестких блоков - компьютерное моделирование", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой кандидатскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 13 страницы из PDF
Âäîëü äèàãîíàëüíîé ëèíèè,ðàçäåëÿþùåé èçîòðîïíóþ æèäêóþ ãëîáóëó è îðèåíòàöèîííî- óïîðÿäî÷åííóþãëîáóëó, îáå âåëè÷èíû äèñïåðñèè ÷èñëà êîíòàêòîâ è äèñïåðñèè ÷èñëà óãëîââ ïðåäïî÷òèòåëüíîì èíòåðâàëå ïîêàçûâàþò ìàêñèìóìû ôëóêòóàöèé êàê èêðîññ-êîðåëëÿöèîííûé ÷ëåí (íå ïîêàçàííûé íà ðèñóíêå).
Ó÷èòûâàÿ âûðàæåíèå äëÿ òåïëîåìêñîòè (66), ìîæíî ïðèéòè ê âûâîäó, ÷òî ïîäîáíîå ïîâåäåíèå70äèñïåðñèé ÷èñëà êîíòàêòîâ è óãëîâ äàþò ñèëüíûé ìàêñèìóì â çàâèñèìîñòèòåïëîåìêîñòè îò òåìïåðàòóðû. Ïðî÷èå ëèíèè çâåçä ïîêàçûâàþò äàëüíåéøèåìîðôîëîãè÷åñêèå èçìåíåíèÿ, íå ïðèâîäÿùèå ê ñóùåñòâåííûì èçìåíåíèÿì. Ëèíèÿ êðàñíûõ êâàäðàòîâ ïðè ε/T ≈ 0.5, îáîçíà÷àþùàÿ ìàêñèìóìû ôëóêòóàöèè÷èñëà êîíòàêòîâ, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïåðåõîä êëóáîê-ãëîáóëà, ïîêàçàííûé íàðèñóíêå 11 ïðåðûâèñòîé áåëîé ëèíèåé.Çäåñü æå ñòîèò îòìåòèòü, ÷òî ëèíèè ïåðåõîäîâ â îáëàñòè óïîðÿäî÷åííîéãëîáóëû íå âèäíû íà çàâèñèìîñòÿõ ôëóêòóàöèé îò òåìïåðàòóðû, à âîçíèêàþòòîëüêî âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî òåïëîåìêîñòü âêëþ÷àåò ôëóêòóàöèè ýíåðãèè ñ ó÷åòîì òåïëîâîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî ìàñøòàáà, òî åñòü ôëóêòóàöèè óìíîæàþòñÿ íàêâàäðàò îáðàòíîé òåìïåðàòóðû.Ðàçëè÷íûå îðèåíòàöèîííî óïîðÿäî÷åííûå ñòðóêòóðû ëó÷øå âñåãî ìîãóòáûòü èäåíòèôèöèðîâàíû íà îñíîâå àíàëèçà ïîâåäåíèÿ ïàðàìåòðîâ íåìàòè÷åñêîãî ïîðÿäêà ãèáêèõ è ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ, êàê ôóíêöèé îáðàòíîé òåìïåðàòóðû ïðè ïîñòîÿííîé æåñòêîñòè.
Íà ðèñóíêå 15 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè íåìàòè÷åñêîãî ïàðàìåòðà ïîðÿäêà äëÿ çíà÷åíèÿ æåñòêîñòè εst /ε = 15. Íåìàòè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïîðÿäêà ïîëó÷åíû çäåñü êàê íàèáîëüøèå ñîáñòâåííûå çíà÷åíèÿòåíçîðà Ìàéåðà-Çàóïå (58), ðàññ÷èòàííîãî èç ïîëîæåíèÿ è îðèåíòàöèè ñâÿçåéâäîëü ïî öåïè â ãèáêèõ è æåñòêèõ áëîêàõ. Î÷åâèäíî, ÷òî ãèáêèå áëîêè îñòàþòñÿíåîðèåíòèðîâàííûìè äëÿ âñåõ çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû è, ñëåäîâàòåëüíî, âî âñåõîáëàñòÿõ ñòàáèëüíîñòè. Ïîëóæåñòêèå áëîêè ïîêàçûâàþò ñóùåñòâåííîå óâåëè÷åíèå íåìàòè÷åñêîãî ïàðàìåòðà ïîðÿäêà, ñîïðîâîæäàþùåå ïåðåõîä èç êëóáêàâ ãëîáóëó, êîòîðîå çàòåì ñïàäàåò ê çíà÷åíèÿì, ñîîòâåòñòâóþùèì èçîòðîïíûìêîíôîðìàöèÿì, ïð÷åì â äâà ýòàïà. Ôàçà, âîçíèêàþùàÿ ñðàçó ïîñëå ïåðåõîäàêëóáîê-ãëîáóëà ôàçà ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû, êîòîðàÿ õàðàêòåðèçóåòñÿ àãðåãàöèåé ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ â ðó÷êó ãàíòåëè, â òî âðåìÿ êàê ãèáêèå áëîêèîáðàçóþò äâå ãîëîâêè ãàíòåëè ñ êàæäîé ñòîðîíû îò ðó÷êè.
Äàííàÿ ñòðóêòóðàòàêæå ìîæåò áûòü èäåíòèôèöèðîâàíà ñ ïîìîùüþ àíàëèçà ïîâåäåíèÿ ðàäèóñàèíåðöèè ãèáêèõ è ïîëóæåñòêèõ çâåíüåâ âî âðåìÿ ïåðåõîäà. Äëÿ ìàëîãî çíà÷åíèÿ æåñòêîñòè ïåðåõîä õàðàêòåðèçóåòñÿ îäíîâðåìåííûì êîëëàïñîì ãèáêèõ èïîëóæåñòêèõ çâåíüåâ, à äëÿ îáðàçîâàíèÿ ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû õàðàêòåðåíëèøü êîëëàïñ ïîëóæåñòêèõ çâåíüåâ, â òî âðåìÿ êàê ãèáêèå çâåíüÿ ôîðìèðóþò71Ðèñ. 15: Íåìàòè÷åñêèå ïàðàìåòðû óïîðÿäî÷åííîñòè äëÿ ïîëóæåñêòèõ è ãèáêèõ÷àñòåé öåïè äëÿ ñëó÷àÿ äëèíû áëîêà b = 4 ïðè çíà÷åíèè εst /ε = 15.
Ïðåðûâèñòûå âåðòèêàëüíûå ëèíèè óêàçûâàþò ïîëîæåíèå ïåðåõîäîâ, ïîëó÷åííûõ èçàíàëèçà òåïëîåìêîñòè (ñìîòðè ðèñóíîê 26a). Êðîìå òîãî ïîêàçàíû ìãíîâåííûåñíèìêè äîìèíèðóþùèõ ìîðôëîãèé â ñîîòâåòñâóþùèõ îáëàñòÿõ ñòàáèëüíîñòè.(Ñâåòëîãîëóáûå íåçàêàðàøåííûå ñôåðû äëÿ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ è îðàíæåâûåçàêðàøåííûå ñôåðû äëÿ ãèáêèõ áëîêîâ).äâà êëàñòåðà, ðàçäåëåííûõ âûòÿíóòûìè ïîëóæåñòêèìè áëîêàìè.Îäíàêî ìîðôîëîãèÿ ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû íå îïòèìàëüíà â îòíîøåíèèâîçìîæíîãî ÷èñëà êîíòàêòîâ ìîíîìåð-ìîíîìåð, ïîýòîìó ñ óìåíüøåíèåì òåìïåðàòóðû ãàíòåëåîáðàçíàÿ ãëîáóëà ïðåòåðïåðâàåò äàëüíåéøèé êîëëàïñ. Äëÿâûáðàííîãî â äàííîé ðàáîòå ïîòåíöèàëà æåñòêîñòè êîëëàïñ ãàíòåëåîáðàçíîéãëîáóëû ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò ñêðó÷èâàíèÿ è ñæàòèÿ ðó÷êè ãàíòåëè (õîðîøàÿàíàëîãèÿ - íèòè, ñêðó÷åííûå â êàíàò).
Äàííûé ïðîöåññ ïðèâîäèò ê ñáëèæåíèþäâóõ ãîëîâîê ãàíòåëè áëèæå äðóã ê äðóãó è â êîíå÷íîì èòîãå ê èõ êîíòàêòó.Äàííîå ñêðó÷èâàíèå ïðîèñõîäèò â äâà ýòàïà. Ïåðâûé ýòàï ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ ñòðóêòóðû ñ óìåíüøåííîé ñòåïåíüþ îðèåíòàöèîííîé óïîðÿäî÷åííîñòè72îòíîñèòåëüíî ñëó÷àÿ ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû. Âòîðîé ýòàï ïðèâîäèò ê ìîðôîëîãèÿì ñ ïîëíîñòüþ èçîòðîïíûìè ïîëóæåñòêèìè è ãèáêèìè áëîêàìè.
Òî÷íîòàêæå, êàê è â ñëó÷àå ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû, äàííàÿ èçîòðîïíàÿ ñòðóêòóðà ïîêàçûâàåò ìèêðîðàññëîåíèå ïîëóæåñòêèõ è ãèáêèõ áëîêîâ öåïè. Äàííàÿñòðóêòóðà èìååò ñôåðè÷åñêîå ÿäðî, ñîñòîÿùåå èç ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ, è ñôåðè÷åñêóþ æå îáîëî÷êó, ñîñòîÿùóþ èç ãèáêèõ áëîêîâ, îêðóæàþùóþ ÿäðî. Ïîëóæåñòêèå áëîêè â ÿäðå íå ïîêàçûâàþò íèêàêîé ïðåäïî÷òèòåëüíîé îðèåíòàöèèè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ìîñòû, ñîåäèíÿþùèå ïðîòèâîïîëîæíûå ó÷àñòêè ïî÷òèñôåðè÷åñêîé îáîëî÷êè, ñôîðìèðîâàííîé äâóìÿ ñëèòûìè ãîëîâêàìè èç ãèáêèõáëîêîâ.Ïðèðîäà ñòðóêòóðû ÿäðî-îáîëî÷êà è ðàçäåëåíèå ãèáêèõ è ïîëóæåñòêèõáëîêîâ â äàííîé ñòðóêòóðå ìîãóò áûòü ïðîèëëþñòðèðîâàíû òàêæå ðåçóëüòàòàìè àíàëèçà ýíåðãèé êîíòàêòîâ çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ ìåæäó ñîáîé, çâåíüåâïîëóæåñòêèõ áëîêîâ ìåæäó ñîáîé è çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ ñî çâåíüÿìè æåñòêèõ áëîêîâ.
Ýòè ýíåðãèè ïîêàçàíû íà ðèñóíêå 16 êàê ôóíêöèè îò ïàðàìåòðàæåñòêîñòè â ðåæèìå òâåðäîé ãëîáóëû (ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå). Âèäíû êàêìèíèìóì äâà çíà÷åíèÿ æåñòêîñòè, ïðè êîòîðûõ ïðîèñõîäÿò ïåðåñòðîéêè âíóòðèãëîáóëÿðíîé ñòðóêòóðû εst /ε ≈ 0.75 è εst /ε ≈ 1.7. Ïðè ìàëîé æåñòêîñòè÷èñëî êîíòàêòîâ çâåíüåâ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ äðóã ñ äðóãîì è ÷èñëî êîíòàêòîâ çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ äðóã ñ äðóãîì ñóùåñòâåííî ìåíüøå ÷èñëàêîíòàêòîâìåæäó çâåíüÿìè áëîêîâ ðàçíîãî òèïà, ÷òî ãîâîðèò îá îäíîðîäíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ çâåíüåâ ðàçíîãî òèïà â îáúåìå ãëîáóëû. Ïðè áîëüøîé æåñòêîñòè êîíòàêòûçâåíüåâ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ äðóã ñ äðóãîì è êîíòàêòû çâåíüåâ ïîëóæåñòêèõáëîêîâ ñî çâåíüÿìè ãèáêèõ áëîêîâ ïðèìåðíî ðàâíû, â òî âðåìÿ êàê êîëè÷åñòâîêîíòàêòîâ çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ äðóã ñ äðóãîì ñóùåñòâåííî ìåíüøå.
Äàííûéôàêò îáóñëîâëåí òåì, ÷òî ãèáêèå áëîêè ôîðìèðóþò òîíêóþ ñôåðè÷åñêóþ îáîëî÷êó âîêðóã ÿäðà èç ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ. Äëÿ äëèíû áëîêà b = 4 óæå ìîæíîçàìåòèòü, ÷òî èçìåíåíèå ìîðôîëîãèè îò òâåðäîé íåóïîðÿäî÷åííîé èçîòðîïíîéãëîáóëû ê òâåðäîé óïîðÿäî÷åííîé ãëîáóëå ïðîèñõîäèò â äâà ýòàïà, õîòÿ äëÿáîëåå äëèííûõ áëîêîâ äàííîå ðàçäåëåíèå íà ýòàïû âûðàæåíî áîëåå ÷åòêî, èâîçìîæíî âûäåëèòü äîìèíèðóþùèå ìîðôîëîãèè äëÿ êàæäîãî ýòàïà.73Ðèñ.
16: Ýíåðãèè êîíòàêòîâ çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ ìåæäó ñîáîé EF F , çâåíüåâïîëóæåñòêèõ áëîêîâ ìåæäó ñîáîé ESS è çâåíüåâ ãèáêèõ áëîêîâ ñî çâåíüÿìèæåñòêèõ áëîêîâ EF S êàê ôóíêöèÿ îò ïàðàìåòðà æåñòêîñòè â îáëàñòè òâåðäîéãëîáóëû. Äëèíà áëîêà b = 4, ε/T = 4.75.4.3Äèàãðàììû ñîñòîÿíèé äëÿ äëèí áëîêîâb = 8, 16, 32Èç âèçóàëüíîãî àíàëèçà äèàãðàìì ñîñòîÿíèé íàèáîëåå õîðîøî çàìåòíîå îòëè÷èå ñëó÷àÿ äëÿ äëèí áëîêîâ b = 8, 16, 32 íà ðèñóíêàõ 11, 12 îò ñëó÷àÿäëÿ äëèíû áëîêà b = 4 ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå êðàòåðíîãî îçåðà âîêðóã çíà÷åíèé (ε/T = 3, εst /ε = 1.5).
Ôàçà IIIc, íàõîäÿùàÿñÿ â îáëàñòè îçåðà ýòîåäèíñòâåííàÿ ôàçà, äëÿ êîòîðîé íàáëþäàåòñÿ íåìàòè÷åñêîå óïîðÿäî÷åíèå íåòîëüêî äëÿ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ, íî è äëÿ ãèáêèõ áëîêîâ. Ïîëóæåñòêèå áëîêèôîðìèðóþò íåìàòè÷åñêèé ïó÷îê (ïîõîæèé íà ðó÷êó ãàíòåëè â îáëàñòè ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû äëÿ äëèíû áëîêà b = 4), à çâåíüÿ ãèáêèõ áëîêîâ çàïîëíÿþò ïóñòîòû ìåæäó äâóìÿ ïàðàëëåëüíûìè ïîëóæåñòêèìè ó÷àñòêàìè. Íåìàòè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïîðÿäêà ïîêàçàíû íà ðèñóíêå 17 äëÿ äëèíû áëîêà b = 32. Äëÿâûáðàííîé æåñòêîñòè ñèñòåìà êîëëàïñèðóåò èç ñîñòîÿíèÿ èçîòðîïíîé æèäêîé74Ðèñ. 17: Íåìàòè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïîðÿäêà äëÿ ïîëóæåñòêèõ è ãèáêèõ áëîêîâïðè εst /ε = 1.5 êàê ôóíêöèè îáðàòíîé òåìïåðàòóðû.
Äëèíà áëîêà b = 32. Ìãíîâåííûå ñíèìêè îòðàæàþò ìîðôîëîãèè äîìèíèðóþùåé ñòðóêòóðû æèäêîé ãëîáóëû, ëàìåëÿðíîé ãëîáóëû è ãëîáóëû òèïà ñïëþñíóòîãî Ñàòóðíà äëÿ äàííîéäëèíû áëîêà. (Ñâåòëîãîëóáûå íåçàêàðàøåííûå ñôåðû äëÿ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâè îðàíæåâûå çàêðàøåííûå ñôåðû äëÿ ãèáêèõ áëîêîâ).ãëîáóëû ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ â îáëàñòü IIIñ, ãäå îáà òèïà áëîêîâ ïîêàçûâàþò âûñîêèå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ îðèåíòàöèîííîãî ïîðÿäêà. Äàëüíåéøååïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ñèñòåìó â îáëàñòü, ãäå òîëüêî æåñòêèå áëîêèñîõðàíÿþò îðèåíòàöèîííóþ óïîðÿäî÷åííîñòü. Äëÿ äëèíû áëîêà b = 8 â äàííîéîáëàñòè ñîñóùåñòâóþò äâå ìîðôîëîãèè.
Ïåðâàÿ ìîðôîëîãèÿ òà æå, ÷òî âñòðå÷àåòñÿ â îáëàñòè ñëåâà îò IIIc, îáîçíà÷åííàÿ êàê ìîðôîëîãèÿ IIIb.  äàííîéìîðôîëîãèè ïîëóæåñòêèå ñåãìåíòû àãðåãèðîâàíû è ôîðìèðóþò èñêðèâëåííóþñòðóêòóðó òèïà ïîëóëóíà, à ãèáêèå ñåãìåíòû àãðåãèðîâàíû â ÷àøå, ñîçäàííîé ïîëóæåñòêèìè áëîêàìè. Ýòî ìîæíî èíòåðïðåòèðîâàòü êàê àëüòåðíàòèâóñêðó÷èâàíèÿ ðó÷êè ãàíòåëåîáðàçíîé ãëîáóëû ïðè äëèíå áëîêà b = 4 äëÿ óâåëè÷åíèÿ ÷èñëà êîíòàêòîâ ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèé75æåñòêîñòè.Äëÿ ïîëóæåñòêèõ áëîêîâ â ñëó÷àå b = 8 ñêðó÷èâàíèÿ ðó÷êè óæå íåäîñòàòî÷íî äëÿ ñëèâàíèÿ äâóõ ãîëîâîê ãàíòåëè â îäíî öåëîå, ïîýòîìó ðó÷êàíå ñêðó÷èâàåòñÿ, à èçãèáàåòñÿ.
Äëÿ ñëó÷àåâ áîëüøåé äëèíû áëîêîâ ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ æåñòêîñòè äàæå äàííîãî èçãèáàíèÿ óæå íå äîñòàòî÷íî, êàê äëÿñëó÷àÿ äëèíû áëîêà b = 8, äàæå ïðè áîëåå íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ, ïîýòîìó âîçíèêàåò àáñîëþòíî íîâàÿ ìîðôîëîãèÿ ãëîáóëû òèïà Ñàòóðí IIId. Äëÿ äëèíûáëîêà b = 8 ìîæíî íàáëþäàòü ñîñóùåñòâîâàíèå äàííîé ìîðôîëîãèè ñ ìîðôîëîãèåé ïîëóëóíû ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ è áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðàæåñòêîñòè. Äëÿ ñëó÷àåâ äëèí áëîêîâ b = 16 è b = 32 ãëîáóëà òèïà Ñàòóðíÿâëÿåòñÿ äîìèíèðóþùåé ìîðôîëîãèåé ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ ïàðàìåòðà æåñòêîñòè è íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ.
