Диссертация

Диссертация посвящена исследованию влияния дальнодействующих электростатических взаимодействий и короткодействующих (гидрофобных, типа исключенного объема и др.) взаимодействий на самосборку в разнообразных полимерных системах. В работе изучается агрегация линейных полиэлектролитных цепей в плохом растворителе в разбавленном растворе, комплексообразование противоположно заряженных цепей и адсорбция полиэлектролитных цепей на противоположно заряженную поверхность, а также диссоциация цепей при добавлении низкомолекулярной соли. Изучается взаимодействие pH-чувствительных полиамфолитных микрогелей различной внутренней структуры (случайное распределение катионных и анионных групп, а также их распределение типа ядро-оболочка) с модельным белком (цитохром C). В качестве метода исследования использовалось компьютерное моделирование. В работе продемонстрированно, что полиэлектролитные цепи в плохом растворителе в режиме разбавленного раствора способны к агрегации, причем размер и форма образовавшихся в системе полимерных агрегатов зависит от степени заряженности полиэлектролитных цепей и качества растворителя. Найдены условия формирования как сферических, так и цилиндрических агрегатов. Исследование адсорбции полиэлектролитной цепи на противоположно заряженную поверхность с подвижными зарядами показало, что для десорбции заряженной цепи с поверхности требуется более высокие концентрации соли в растворе, чем для диссоциации полиэлектролитного комплекса с эквивалентным зарядом цепей. Наличие подвижных заряженных групп на поверхности играет при этом существенную роль. Также изучено образование комплексов на основе полиамфолитных микрогелей и заряженных наночастиц, моделирующих белки в глобулярном состоянии. Показано, что распределение заряженных групп в микрогеле существенно влияет на кинетику захвата и высвобождения заряженных гостевых молекул – при случайном распределении заряженных групп при изменении кислотности раствора происходит быстрый захват и быстрое высвобождение гостевых белков. При распределении заряженных групп в микрогеле по типу ядро-оболочка при изменении кислотности раствора часть белков удерживаются микрогелем внутри ядра за счет электростатического барьера, созданного одноименно заряженной оболочкой микрогеля. Результаты работы объясняют и дополняют экспериментальные данные и раскрывают фундаментальные причины явлений, наблюдаемых в заряженных полимерных системах.