Диссертация (1097582), страница 48
Текст из файла (страница 48)
The latticed 87 di↵erentanglesasbetweenbondscanofoccur.Wehavestudieda singleтолько регулярныеacinga ⌘ 1 is takentheunitиsubsequentof32length.Thelengththe тоbondsbetweenmonomericppp8,p16мономерныхестьрассматривалисьng a ⌘ 1 is taken(L=4,as ptheunitof length.The length звена),of the bondsbetweenmonomericpits cancomposedtake the values5, 6, 3, andsequence10. Theofsetof bonds consistsof 108 di↵erentbondchainof2,an2,5,alternatingflexibleandofsemiflexibleblockscan take the values6, 3, and 10. The setof bonds (A)consists108 di↵erent(B)bondпервичныепоследовательностигибкихиполужесткихблоков.ctors,and87di↵erentanglesbetweensubsequentbondscanoccur.Wehavestudiedasinglerrs,units.totalangleslengthof thechain wasequal64 monomerunits.a Theand 87Thedi↵erentbetweensubsequentbondscantooccur.We have studiedsingleblockpolymer chain composed of an alternating sequence of flexible (A) and semiflexible (B) blocksvariedfromcomposed4 to 32,ofi.e.,halfofthechainlength(diblockcopolymer).Tomodel theymer chainanalternatingsequenceofflexible(A)andsemiflexible(B)blocksДлямоделированияиспользовалсяmonomer units.
The totallengthof the chain жесткостиwas equal toцепи64 monomerunits. потенциалThe block зависящий от угла θonomerThe totallength ofthe chaindependingwas equal to64Thesubsequentblockess,we units.introducedbendingthemonomerangle✓ units.betweength wasvaried from4a to32,i.e., potentialhalf связи,of the chainlengthon(diblockcopolymer).To modeltheмеждувекторамисоединяющимимономерныезвенья.hwasvariedfrom4to32,i.e.,halfofthechainlength(diblockcopolymer).Tomodeltherslandl,ii+1ain sti↵ness, we introduced a bending potential depending on the angle ✓ between subsequentsti↵ness, we introduced a bending potential depending on the angle ✓ between subsequentUbending (✓) = "↵ (cos ✓ + 1),(1)nd vectors li and li+1 ,vectors li and li+1 ,Ubending (✓) = "↵ (cos ✓ + 1),(1)Uεbending(✓)= "блоков1),(1)↵ (cos= "↵A = 0 for the A гдеmonomerunits,and✓ "+= "↵B типаfor BА monomerunits.=ε А=0дляиз(гибкие блоки)илиTheε =ε В для блоков типа↵ звеньевere"="=0fortheAmonomerunits,and"="forBmonomerunits.The in↵↵↵A↵B"↵B= is0 varied4 to 16units,(in units)withstep4forlongblockserameter"↵ = "↵Afor the fromA monomerand "↵of =kB"TforBmonomerunits.The↵BВis(полужесткиеблоки).Параметржесткостиεstepотin4inkBT до 16 kBT с шагом↵nessparameter"↵Bisvariedfrom4 tounits) with4 forlongblocksВ варьировалсяess parameter"↵Bvariedfrom4 to1616(in(inunitsof ofkBkTB)Twithstep4 forlongblocksmer.eopolymer.copolymer.l thequalityof thesolvent,we introduceananattractivesquarewellpotentialpotentialbetween4.
Далеемыбудемуказыватьзначениядлябезразмерногопараметражесткости b=ε В/kBT.modelqualitysolvent,introduceattractivesquarewellbetweenoTomodelthethequalityof ofthethesolvent,weweintroducean attractivesquarewellpotential betweenerunits(AandBmonomersareequivalentinthesenseofthevolumeinteractionmonomerunitsandmonomersareequivalentinsensevolumeinteractioninteractionppКачестворастворителяописывалосьприпомощипотенциала притяжения междуonomerunits(A(AandBBmonomersareequivalentinthethesenseof ofthethevolumeptential)whicharelessthan6latticeunitsapartinspace:whicharelessthan6latticeunitsapartinspace:ntial) which are less than 6 lattice units apart in space:ααααααмономерными звеньями,находящимися на расстоянии r друг от друга(( (ppppppUcontactUcontact==Ucontact(r)(r)=(r)r=",", ",rr =2, 2, 5,5,5, 6,6,6,=2,0,otherwise,otherwise,0,0,otherwise,(2)(2) (2)где параметр взаимодействия мономерных звеньев между собой мы положилиere"⌘1 inunits.
ThispotentialUcontactwasappliedalsobetweenmonomerunits"⌘1 inunitsof ofkBkTB.TThispotentialUcontactwasappliedalsobetweenmonomerunits1eacentin unitsofkchain,. ThispotentialappliedalsobetweenmonomerunitsравнымединицеεU=1kBT,wasиtheтакимобразомзафиксировалиединицы, в которыхcontactalongtheandtherewasnopotentialonbondlengthbetweenthesemonomerBTent along the chain, and there was no potential on the bond length between these monomerits.ongthe chain, and there was no potential on the bond length between these monomer.вычисляетсяэнергияacubicв нашейсистеме.Мы 150рассматривалиодинаковое притяжение дляWehaveperformedsimulationsin inacubicboxof ofsizesize150150150withwithperiodicperiodice haveperformedouroursimulationsbox⇥⇥150 ⇥ ⇥150conditions.Tochangeconformationofchainusedlocalofmonomerвсехмономерныхзвеньев,независимоотихжесткости.определяет качествоeundaryperformedoursimulationsin acubicboxofsizewewe150⇥local150⇥moves150ofТемператураwithperiodicdaryconditions.Tochangethetheconformationofthethechainusedmovesmonomeritsaswellasrearrangementsoflargepartsofthechainbymeansoftheconfigurationalbiasas well as rearrangementslarge parts of thechainby meansof thelocalconfigurationalbiasonditions.To[36].changetheof conformationofопределяетсяthe chainweпараметромusedofsamplingmonomerрастворителя.εmoves.
(WL)В данномслучае энергия жесткостиB)algorithmAdditionally,weЖесткостьwehaveimplementedimplementedWang-Landaualgorithm[36].Additionally,havethetheWang-Landau(WL)samplingαll as rearrangements of large parts of the chain by means of the configurational biasне зависитweявноот implementedтемпературы, theа персистентнаядлинаменяетсяпри понижении илиithm [36]. Additionally,haveWang-Landau(WL)samplingповышении температуры. При моделировании данной системы необходимо было задать 3входных параметра: температуру, длину блоков и параметр жесткости для полужесткихблоков.Моделирование проводилось с использованием алгоритма Ванга–Ландау (см.раздел 2.3), который основан на получении плоской гистограммы полной энергиисистемы.
Мы считали функцию плотности состояний g(E) отдельно в несколькихинтервалах во всем диапазоне возможных значений полной энергии. В течениемоделирования в отдельных интервалах мы накапливали двумерную гистограмму радиусаинерции Hist(E, Rg2), а также других величин, которые описывают нашу систему, вчастности, расстояния между концами цепи Re2, энергии контактов Econt, энергии212жесткости и др. После того как в каждом энергетическом интервале мы получилифункцию плотности состояний и накопили необходимую статистику в двумерныхгистограммах, мы сшивали функции плотности состояний для всех интервалов и получалиэту функцию на полном интервале энергий, далее сшивали файлы гистограмм ипересчитывали температурные зависимости и гистограммы величин для NVT-ансамбля.Гистограмма считалась равномерной, если отклонения от среднего значения гистограммыбыло не больше 20%.
Для изменения конформации цепи мы использовали локальныешаги и шаги Монте - Карло с конформационным смещением выборки (CBMC, см. раздел2.5). В нашем случае один шаг Монте-Карло – это 10 локальных шагов и один СВMC шаг.В файл гистограмм значения величин выписывались после каждых 1000 шагов.Мы проводили анализ полной энергии и ее составляющих, а также их флуктуаций,анализ полного радиуса инерции и его компонент, как для полужестких, так и для гибкихблоков, смотрели на зависимости локальных ориентационных параметров порядка,проводили кластерный анализ.5.2.2. Внутриглобулярные структуры в одиночной цепи сополимера из гибких ижестких блоковНачнем с обсуждения результатов моделирования для полимерной цепи длиной 64мономерных звена.
Цепь состоит из последовательно чередующихся гибких иполужестких блоков. Блоки состоят из L=4, 8 и 16 и 32 мономерных звеньев.Рассматриваются параметры жесткости b=4, 8 и 12.Для всех параметров системы при ухудшении качества растворителя (уменьшениитемпературы) происходит коллапс цепи. Для разных параметров системы он происходитлибо в 2 этапа (для коротких блоков по 4 и 8 мономерных звеньев при всех значенияхжесткости), либо в 1 этап (для достаточно длинных блоков L=16 и 32 при значенияхжесткости b больше 8).Рассмотрим возможные конформации твердой глобулы. В зависимости от значенийдвух параметров – длины блока L и жесткости полужесткого блока b – устойчивымиявляются различные глобулярные конформации, такие как: (1) сферическая глобула, вкоторой полужесткие и гибкие блоки перемешаны друг с другом (при малой жесткости ималой длине блока); (2) сферическая глобула с ядром из полужестких блоков и опушкойиз гибких блоков; (3) сферическая глобула с ядром из гибких блоков и опушкой изполужестких блоков; (4) сферическая глобула с ядром из гибких блоков и опушкой изполужестких, которые намотаны вокруг ядра глобулы (конформация типа «сатурн»); (5)213конформация типа «гантели», где полужесткие звенья образуют цилиндрическое ядроглобулы, а гибкие звенья локализованы на торцах цилиндра (см.
рис. 98, 101, 102).Коллапс в состояние типа «сатурн» идет прямо из клубкового состояния в один этап, а вовсех других случаях наблюдается двухстадийный колллапс через промежуточноесостояние жидкой глобулы.a)a)a)b)b) b)c) c)c)Рис.98. Изменение конформаций гибко-жесткоцепного сополимера при увеличениидлины полужесткого блока.
Длина цепи N=64, параметр жесткости полужесткого блокаb=4, длина блоков равна 4, 8, 16 (слева направо). Полужесткие блоки показаны краснымцветом (или более темным оттенком в черно-белом варианте).Коллапс в сферическую глобулу проходит в 2 стадии для небольшой жесткости b=4и при всех рассматриваемых длинах блоков L= 4, 8 и 16 мономерных звеньев.d)d)e)f)e)равны для всехf)рассматриваемыхдлин блоковd) Температуры переходов приблизительноe)f)Tжидкая-твердая=1.15 и Tклубок-глобула=1.34.На рис.99 представлены зависимости полной энергии контактов и отдельныхвкладов в нее от температуры для длины блоков L=4 и 8 и значения параметра жесткостиb=4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
