Отзыв официального оппонента 3 (1102820)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

отзыв официального оппонента на диссертационную работу Сергея Владимировича Заблоцкого -Диаграммы состояний мультиблоксополимеров из гибких и полу>кестких блоков: компьютерное моделирование', представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 02.00.06 — "Высокомолекулярные соединения". Среди многих явлений, происходящих в различных полимерных и биополимерных системах, неизменное внимание научного сообщества в течение многих лет привлекают конформационные переходы (в частности, переходы "клубок — глобула"); исследования проводятся разными методами и в разных областях: в физике и химии высокомолекулярных соединений, биофизике, биохимии.

Подобные переходы в существенной степени определяют основы жизни, сопровождают многие фундаментальные процессы в природе и происходят лишь в определенных условиях. Учитывая сложность биологических макромолекулярных объектов, а также наличие огромного количества сопутствующих явлений, естественным является стремление для поиска общих закономерностей этих переходов изучать конформационные перестройки, которые способны претерпевать синтетические полимеры различного строения. При этом активно используются теоретические методы исследования; их успехи в немалой степени связаны с результатами, достигнутыми с помощью компьютерного моделирования. Постоянно совершенствуются модели реальных объектов и математические подходы, что в сочетании с прогрессом в развитии компьютерной техники позволило достигнуть в последние годы существенного продви>кения в понимании весьма тонких эффектов в различных модельных полимерных системах. Это способствует более глубокому пониманию свойств, общих принципов, основ функционирования реальных полимерных и биополимерных систем.

Количество алгоритмов, разработанных к настоящему времени для компьютерного моделирования высокомолекулярных соединений, достаточно велико, — в том числе алгоритмов генерирования конформаций цепных молекул методом Монте-Карло. Важно отметить, что на глобулярное состояние, а также на свойства перехода 'клубок-глобула" существенное влияние оказывают много факторов, в том числе первичная последовательность и типы звеньев в цепи. Количество возмо>кных комбинаций факторов (вариантов) здесь огромно, поэтому и количество различных глобулярных "морфологий" и метастабильных структур может оказаться весьма значительным. В связи с этим выявление полной диаграммы состояний в общем случае представляет собой очень сложную, нетривиальную задачу, и для ее решения необходимо иметь соответствующий "инструмент". Диссертационная работа Сергея Владимировича Заблоцкого посвящена исследованию конформационных переходов и построению диаграмм состояний для одиночной макромолекулы гибко->кесткоцепного сополимера с регулярной блочной последовательностью при варьировании длины блока и параметра жесткости, и разработке современного метода, позволяющего найти все возможные (доступные) конформации и построить полную диаграмму состояний гибко-жесткоцепного сополимера с высокой точностью, Для достижения поставленной цели диссертантом был использован новый алгоритм стохастического прибли>кения Монте-Карло (СПМК) для получения адекватной оценки двумерной функции плотности состояний.

Изучение влияния внутрицепной жесткости в макромолекулах мультиблок-сополимеров на их конформационные свойства, зависимости конформационного поведения таких макромолекул от внешних условий, безусловно, входит в число актуальных задач, а выбор метода исследования является оправданным.

Ст акт а аботы. Диссертация С.В. Заблоцкого состоит из введения, четырех глав (разделов), заключения, списка литературы и прило>кения. Содер>канис диссертационной работы представлено на 125 страницах, в том числе включает 31 рисунок и список литературы, который содержит 166 цитированных источников. В рмдщнид р б у д~ю~ю, фор у р цель и задачи диссертационной работы, приведена информация о методе исследования, о научной новизне полученных результатов, о практической ценности работы, кратко перечислено содер>кание глав диссертации, приведена информация об апробации работы и публикациях по теме диссертации. Глава 1 (раздел 2) — это обзор литературы. Диссертантом представлены основные поло>кения теории фазовых переходов, информация о методах моделирования одиночных макромолекул.

Описаны работы по теоретическому исследованию свойств одиночной цепи, - с помощью аналитических методов и компьютерного моделирования; проведен обзор разных методов. Сделан вывод о том, что поведение мультиблок-сополимеров (состоящих из гибких и полужестких блоков) в зависимости от жесткости и первичной последовательности изучено недостаточно, решение многих вопросов отсутствует. Н~ ат22ОВ.ЫааЕ (Рыаы~ 3) р~п~ ю~ ог д ~*ж ч~~к р б»м Монте-Карло, разработанный для случая двумерной функции плотности состояний в применении к моделированию одиночной макромолекулы.

Кроме того, обсуждаются области применимости многомерных плотностей состояний, приведена математическая формулировка многомерного метода СПМК, изложена теоретическая основа для применения метода. Отмечено, однако, что численная реализация многомерного СПМК на практике может потребовать слишком большого процессорного времени компьютеров. В главе 3 (разделе 4) представлен детальный анализ диаграммы состояний (в переменных температура — жесткость) мультиблоксополимера, состоящего из гибких и полу>кестких звеньев, длиной Х = 64 мономерных звена для разных длин блоков. Отмечено, что главная особенность диаграмм состояний — это наличие областей ориентационно упорядоченных конформаций при больших значениях параметра жесткости и низких температурах, в которых полужесткие блоки имеют ориентационный порядок, в то время как гибкие блоки такого порядка не имеют.

Четве тая глава (раздел 5) посвящена анализу различий результатов предсказаний микроканонического анализа при использовании двух определений энтропии: по Больцману и по Гиббсу. Диссертантом разработан способ избавления от артефактов, возникающих из-за малых размеров систем, путем включения в рассмотрение кинетической энергии. Проанализирован эффект от учета законов сохранения импульса и момента импульса. В Заключении, которым завершается работа, перечислены основные ее результаты.

исследования сформулированы ясно, и они достигнуты, что подтвер>кдается данными, полученными и описанными в диссертационной работе. Оценка новизны тео етической и п актической значимости. Диссертантом получены результаты, которые являются новыми, представляют высокую научную и практическую ценность. В частности, им впервые — разработан новый двумерный алгоритм стохастического приближения Монте-Карло, который позволяет получить оценку двумерной функции плотности состояний одиночной цепи гибко-жесткоцепного блоксополимера; — получены полные диаграммы состояний для длины цепи Х = 64 мономерных звена и длин блоков 4, 8, 16, 32 (в рамках исследуемой модели макромолекулы); — продемонстрировано, что возможно внутриглобулярное расслоение звеньев разного типа лишь за счет неоднородного распределения жесткости в первичной последовательности; — показано, что структуры типа "ядро-оболочка" существенно зависят от длины блока: для малых длин блоков полу>кесткие блоки формируют ядро, а гибкие — оболочку, а для больших длин блоков гибкие блоки формируют ядро, полужесткие — оболочку; — выявлено, что результаты для термодинамических величин при использовании в микроканоническом ансамбле для мультиблочной цепи сополимера длиной Х = 64 двух различных определений энтропии (по Больцману и по Гиббсу), различаются, и дано объяснение этому различию; — установлено, что если при анализе данных моделирования методом Монте-Карло в микроканоническом ансамбле использовать вместо конформационной энергии фиксированную полную энергию, то артефакты, свойственные системам малого размера, исчезают.

Диссертантом выявлен тренд для перехода клубок-глобула в регулярном гибко->кесткоцепном мультиблок-сополимере: с увеличением жесткости род перехода меняется со второго на первый. Использование разработанного диссертантом двумерного алгоритма стохастического приближения Монте-Карло в совокупности с совмещенным каноническим и микроканоническим анализом позволяет найти все типы структур и определить тип перехода между ними. При этом некоторые из таких структур еще не удалось определить экспериментально, поэтому часть результатов диссертационной работы можно рассматривать как предсказания. Диссертант реализовал разработанные алгоритмы в программах для осуществления компьютерных экспериментов; программы всегда представляют собой огромную ценность не только для проведения исследований в настоящем, но и для их совершенствования в будущем. Важно также отметить, что хотя в работе диссертантом представлены результаты, полученные с помощью двумерного алгоритма СПМК, им обсуждаются также области применимости многомерных плотностей состояний.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации