Диссертация

Диссертация посвящена исследованию влиянию исключённого объёма и гидрофобных взаимодействий на конформационное поведение ион-содержащих полимеров. Изучают конформационные переходы в полимерных системах, которые в полярном растворителе обусловлены конкуренцией электростатических и гидрофобных взаимодействий, а в неполярном – балансом эффективного притяжения, связанного с процессами ассоциации, и стерического отталкивания за счёт наличия исключённого объёма. Для исследования явлений использовались как теоретические модели, так и методы компьютерного моделирования. В работе продемонстрировано, что изменение концентрации и гидрофобности поверхностно-активного вещества (ПАВ) может служить инструментом управления конформационным поведением полиэлектролитных гелей. В частности, увеличение гидрофобности ПАВ приводит к сдвигу точек коллапса и набухания гелей в область меньших концентраций. Исследование линейных полиэлектролитов с противоионами разных размеров показало, что в случае крупных противоионов, цепь не коллапсирует, а принимает вытянутую конформацию в иономерном режиме. Наличие большого исключённого объёма играет существенную роль и для полимеров со связанными зарядами, что было показано в модели полимерной цепи с полярными группами. В случае эквивалентности составляющих полярных групп цепь коллапсирует, а несоответствие их размеров приводит к дестабилизации компактной конформации и реализации клубкового состояния цепи. Кроме того, гибкие полимерные цепи с полярными группами образуют эллиптические глобулы, а жёсткие – тороидные. Результаты работы объясняют ранее известные экспериментальные данные и служат фундаментальной базой для создания новых эффективных способов управления свойствами высокочувствительных ион-содержащих материалов.