Автореферат (1104735), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На Рисунке 11 концы кривых для СХК и СДКсоответствуют концентрациям соли, выше которых в образцах проходит макрофазноеразделение.21Рисунок 11. а) Доля больших кластеров (число частиц более 300) в водном растворе лецитинаи СЖК. б) Экспериментально полученная вязкость η0 смесей лецитина и СЖК в зависимостиот концентрации NaCl. Концентрация лецитина равна 100 мМ, молярное соотношение СЖК клецитину B0 для SC и SDC составляло 0.9 и 1.2 соответственно [9].
СХК – натриевая сольхолевой кислоты (черная кривая), СДК – натриевой соли дезоксихолевой кислоты (краснаякривая).В Подразделе V.3.4 показан механизм роста удлиненных мицелл в водных растворахлецитина и СЖК (см. Рисунок 12). Установлено, что формирование эллипсоидальныхструктур в водном растворе лецитина и СЖК обусловлено изменением эффективнойгеометрии молекул лецитина (с цилиндрической на усеченный конус) в мицелле привстраивании молекул СЖК. Формирование вытянутых мицелл в водном растворе лецитина иСЖК наблюдается только для определенного интервала значений молярного отношения СЖКк лецитину 0 (соотношением между числом молекул лецитина и СЖК), что согласуется сэкспериментальными работами [9-10].Добавление в раствор НМС приводит к снижению растворимости полярных групплецитина и СЖК в воде, при этом формирование одной большой мицеллы вместо несколькихмалых мицелл становится энергетически более выгодным за счет уменьшения числаконтактов полярных групп с водой.
Уменьшение эффективной поверхности мицелл приводитк образованию сильно вытянутых структур, напоминающих изогнутые сплющенныецилиндры (имеющие эллиптическое поперечное сечение).22Рисунок 12. Механизм роста «червеобразных» мицелл в водном растворе лецитина и СЖКпри добавлении НМС.23ЗАКЛЮЧЕНИЕВ диссертационной работе продемонстрирована возможность исследовать микроскопическиемеханизмы физических явлений в (со)полимерных и липидных системах, а такжепредсказывать их макроскопические свойства с помощью мезоскопического моделированияпри сохранении необходимых деталей химического строения (макро)молекул. С помощьюразработанной схемы многомасштабного моделирования проведено исследование морфологиииравновесныххарактеристикрасплаваблок-сополимеровсразличнойстепеньюполидисперсности, механизмов кристаллизации в расплаве гетероциклических полимеров, атакже морфологии супрамолекулярных агрегатов в органических и водных растворах лецитинаи солей желчных кислот.
Для успешного решения описанного круга задач необходимоиспользовать современные суперкомпьютерные установки в совокупности с предложеннымиалгоритмами многомасштабного компьютерного моделирования.Основные выводы и результаты, полученные в диссертационной работе:1) Показано, что для случайных диблок-сополимеров размер домена микроструктуры независит от параметра несовместимости Флори-Хаггинса, в результате различнойукладки коротких и длинных блоков внутри домена.2) Разработана крупнозернистая модель гетероциклических полимеров, позволяющаяулавливать влияние особенностей химического строения на процесс кристаллизации.3) Установлено, что гибкость полиимидов играет ключевую роль на первых этапахкристаллизации этого класса полимеров, при выравнивании и ориентации цепочек.Уменьшение жесткости цепи или включение гибких сегментов (структурных дефектов)в полиимидную цепь снижает ориентационный порядок в системе, что ведет кподавлению кристаллизации образца.4) Разработана крупнозернистая модель водного и органического раствора лецитина исоли желчной кислоты, учитывающая наличие низкомолекулярной соли и позволяющаяпроводить компьютерное моделирование на пространственных и временных масштабахсравнимых с достижимыми в лабораторных условиях.5) Установлено, что при увеличении концентрации соли желчной кислоты в органическомрастворе лецитина наблюдается формирование червеобразных мицелл, котороепроисходит за счет изменения эффективной геометрии молекулярных агрегатов.6) Показано, что при добавлении низкомолекулярной соли в водный раствор лецитина исоли желчной кислоты наблюдается формирование червеобразных мицелл, котороепроисходит за счет экранирования электростатических взаимодействий междуполярными группами и водой.24СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССРЕРТАЦИИ РАБОТ[A1] Markina A., Chertovich A.
Stable domain size and conformational segregation of short andlong blocks during microphase separation in random block copolymers. // Chemical Physics Letters.— 2015. — Vol. 624. — P. 74–77.[A2] Komarov P., Markina A., Ivanov V. Influence of surface modification of halloysite nanotubeson their dispersion in epoxy matrix: mesoscopic DPD simulation. // Chemical Physics Letters. —2016. — Vol. 653. — P. 24–29.[A3] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H. Self-assembly of micelles inorganic solutions of lecithin and bile salt: mesoscale computer simulation. // Chemical PhysicsLetters.
— 2016. — Vol. 664. — P. 16–22.[A4] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H. Self-assembly of lecithin andbile salt in the presence of inorganic salt in water: mesoscale computer simulation. // The Journal ofPhysical Chemistry B. — 2017. — Vol. 121. — P. 7878–7888.[A5] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Larin S., Kenny J., Lyulin S.
Effect of polymer chainstiffness on initial stages of crystallization of polyetherimides: coarse-grained computer simulation. //Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. — 2017. — Vol. 55. — P. 1254–1265.[A6] Иванов В.А., Комаров П.В., Маркина А.А., Гусаров Д.М. Можно ли предсказатьмакроскопические свойства полимерных систем и материалов из химической структуры(макро)молекулс помощьюкомпьютерногомоделирования?// Суперкомпьютерныетехнологии в науке, образовании и промышленности.
— 7. — Издательство Московскогоуниверситета Москва, 2016.[А7] Gavrilov А., Markina А., Khalatur P., Chertovich A. Phase behavior of random diblock andmultiblock copolymer melts by dissipative particle dynamics simulation, 11th European Symposiumon Polymer Blends, San Sebastian, Spain, 2012.[А8] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H. Computer simulation of lecithinbile salt mixture in aqueous solution. // 4-th International Workshop «Theory and ComputerSimulation of Polymers: New Developments», Halle (Saale), Germany, 2015.[А9] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H.
Computer simulation of lecithinbile salt aqueous solution in the presence of inorganic salt. // Polymer Congress EPF 2015, Dresden,Germany, 2015.25[А10] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H. Computer modeling ofstructure formation in aqueous solutions of lecithin and bile salts. // Conference of 1st RussianConference on Supercomputing Days 2015, RuSCDays 2015, Moscow, Russia, 2015.[А11] Маркина А.
Компьютерное моделирование структурообразования в растворах лецитинаи желчной кислоты. // Ежегодная конференция-конкурс научно-исследовательских работмолодых ученых и специалистов 2015, ИНЭОС РАН, Москва, Россия, 2015.[А12] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Khokhlov А., Tung S.-H. Self-organization processes inlecithin-bile salt mixtures: computer simulation. // 80th Prague Meeting on Macromolecules «Selfassembly in the World of Polymers» Prague, Check Republic, 2016.[А13] Markina A., Ivanov V., Komarov P., Larin S., Kenny J., Lyulin S.
Coarse-grained computersimulation in polyimide melts. // 80th Prague Meeting on Macromolecules «Self-assembly in theWorld of Polymers» Prague, Check Republic, 2016.[А14] Маркина А., Иванов В., Комаров П. Структурообразование в растворах лецитина и солижелчной кислоты: компьютерное моделирование. // тезисы докладов, 1-я Всероссийскаяконференция с элементами научной школы Компьютерное моделирование гетероциклическихполимеров в рамках кластера конференций по органической химии ОргХим-2016, СанктПетербург, Россия, 2016.[А15] Маркина А., Иванов В., Комаров П. Многомасштабное моделирование кристаллизациив расплавах.
// тезисы докладов, 1-я Всероссийская конференция с элементами научной школыКомпьютерное моделирование гетероциклических полимеров в рамках кластера конференцийпо органической химии ОргХим-2016, Санкт-Петербург, Россия, 2016.[А16] Маркина А. Могут ли простые крупнозернистые модели использоваться для описаниясамоорганизации супрамолекулярных структур? // Международная научная конференциястудентов,аспирантовимолодыхученых26«Ломоносов»,Москва,Россия,2017.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ[1] Семёнов А.Н.
К теории микрофазного расслоения в расплавах блок- сополимеров. //ЖЭТФ. — 1985. — Т. 88. — С.1242.[2] Светличный В.М., Кудрявцев В.В. Полиимиды и проблема создания современныхконструкционных композиционных материалов (Обзор). // Высокомолекулярные соединенияБ. — 2003. — Т. 45. — С. 984.[3] Yudin V.E., Feldman A.Y., Svetlichnui V.M., Shumakov A.N., Marom G.
Crystallization of RBAPB type polyimide modified by carbon nano-particles. // Composites Science and Technology —2007. — Vol. 67. — P. 789.[4] Steinhardt P., Nelson D., Ronchetti M. Icosahedral Bond Orientational Order in SupercooledLiquids. // Physical Review Letters— 1981. — Vol. 47. — P. 1297.[5] Anwar M, Berryman J, Schilling T. Crystal nucleation mechanism in melts of short polymerchains under quiescent conditions and under shear flow. // Journal of Chemical Physics.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
