1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Высокомолекулярные соединения (серия С)
  4. T. 65, № 1, 2023

Высокомолекулярные соединения (серия С), 2023, T. 65, № 1, стр. 5-13

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРИРОВАНИЯ АМФИФИЛЬНЫХ МАКРОМОЛЕКУЛ НА ПОВЕРХНОСТИ СФЕРИЧЕСКОЙ НАНОЧАСТИЦЫ

Д. А. Митьковский a, b, А. А. Лазутин a, А. С. Ушакова a, А. Л. Талис a, *, В. В. Василевская a, c, **

a Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук
119991 Москва, ул. Вавилова, 28, Россия

b Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Факультет фундаментальной физико-химической инженерии
Москва, Россия

c Химический факультет
Москва, Россия

* E-mail: talishome@mail.ru
** E-mail: vvvas@polly.phys.msu.ru

Поступила в редакцию 04.05.2023
После доработки 01.06.2023
Принята к публикации 26.06.2023

Аннотация

Методом компьютерного эксперимента исследованы особенности самоорганизации амфифильных гомополимеров, плотно привитых к сферической наночастице и помещенных в селективный растворитель. Определены условия, при которых макромолекулы образуют тонкие мембраноподобные слои, окружающие наночастицу. Впервые показано, что возникающие полимерные структуры могут быть аппроксимированы полными вложенными минимальными поверхностями, удовлетворяющими представлениям Вейерштрасса, а именно: геликоидом, катеноидом, поверхностями Эннепера и Косты. Математические конструкции, определяющие такие минимальные поверхности, выделяют новый тип упорядочения полимерных структур и определяют классификацию его симметрии, подобную классификации кристаллов по федоровским группам. Расчеты для двух рассмотренных наборов параметров показывают энергетическую выгодность структур, аппроксимируемых геликоидом, по сравнению со структурами, аппроксимируемыми другими минимальными поверхностями.

Список литературы

  1. Bates F.S., Fredrickson G.H. // Annu. Rev. Phys. Chem. 1990. V. 41. P. 525.

  2. Lodge T. // Mikrochim. Acta. 1994. V. 116. P. 1.

  3. Hamley I.W., Koppi K.A., Rosedale J.H., Bates F.S., Almdal K., Mortensen K. // Macromolecules. 1993. V. 26. P. 5959.

  4. Block Copolymers in Nanoscience / Ed. by M. Lazzari, G. Liu, S. Lecommandoux. Darmstadt: Wiley, 2006.

  5. Lodge T.P. // Macromol. Chem. Phys. 2003. V. 204. P. 265.

  6. Leibler L. // Macromolecules. 1980. V. 13. P. 1602.

  7. Semenov A.N. // JETP. 1985. V. 61. P. 733.

  8. Ерухимович И.Я., Хохлов А.Р. // Высокомолек. соед. А.1993. Т. 35. № 11. P. 1808.

  9. Floudas G., Hadjichristidis N., Tselikas Y., Erukhimo-vich I. // Macromolecules. 1997. V. 30. P. 3090.

  10. Erukhimovich I., Abetz V., Stadler R. // Macromolecules. 1997. V. 30. P. 7435.

  11. Erukhimovich I.Ya., Smirnova Yu.G., Abetz V. // Polymer Science A. 2003. V. 45. № 11. P. 1093.

  12. Smirnova Y.G., ten Brinke G., Erukhimovich I.Ya. // J. Chem. Phys. 2006. V. 124. 054907.

  13. Erukhimovich I.Y. // Eur. Phys. J. E. 2005. V. 18. P. 383.

  14. Nap R., Sushko N., Erukhimovich I., ten Brinke G. // Macromolecules. 2006. V. 39. P. 6765.

  15. Kriksin Y.A., Khalatur P.G., Erukhimovich I.Ya., ten Brinke G., Khokhlov A.R. // Soft Matter. 2009. V. 5. P. 2896.

  16. Glagoleva A., Erukhimovich I., Vasilevskaya V. // Macromol. Theory Simul. 2013. V. 22. P. 31.

  17. Erukhimovich I. // Polymer Science C. 2018. V. 60. № 2. P. 49.

  18. Lee S., Bluemle M.J., Bates F.S. // Science. 2010. V. 330. P. 349.

  19. Hajduk D.A., Harper P.E., Gruner S.M., Honeker C.C., Kim G., Thomas E.L., Fetters L.J. // Macromolecules. 1994. V. 27. P. 4063.

  20. Thomas E.L., Alward D.B., Kinning D.J., Martin D.C., Handlin D.L., Fetters L.J. // Macromolecules.1986. V. 19. P. 2197.

  21. Khandpur A.K., Foerster S., Bates F.S., Hamley I.W., Ryan A.J., Bras W., Almdal K., Mortensen K. // Macromolecules. 1995. V. 28. P. 8796.

  22. Reddy A., Feng X., Thomas E.L., Grason G.M. // Macromolecules. 2021. V. 54. P. 9223.

  23. Mosseri R., Sadoc J.F. // J. Phys. Colloques. 1990. V. 51. C7–257.

  24. Talis A., Everstov A., Kraposhin V. // Acta Crystallogr. A. 2021. V. 77. P. 7.

  25. Castle T., Evans M.E., Hyde S.T., Ramsden S., Robins V. // Interface Focus. 2012. V. 2. P. 555.

  26. Вайнштейн Б.К. Современная rристаллография. М.: Наука, 1979. Т. 1.

  27. Тужилин А.А., Фоменко А.Т. Элементы геометрии и топологии минимальных поверхностей. М.: URSS, 2022.

  28. Фоменко А.Т. Вариационные методы в топологии. М.: Наука, 1982.

  29. Anetor L. Minimal Surfaces Embedded in Euclidean Space, aster. Differential Geometry. Bucharest: Geometry Balkan Press, 2016.

  30. Pu W.-F., Ushakova A., Liu R., Lazutin A.A., Vasilevskaya V.V. // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. P. 234903.

  31. Ushakova A.S., Lazutin A.A., Vasilevskaya V.V. // Macromolecules. 2021. V. 54. P. 6285.

  32. Ushakova A.S., Vasilevskaya V.V. // Polymers. 2022. V. 14. P. 4358.

  33. Saraev Z.R., Lazutin A.A., Vasilevskaya V.V. // Molecules. 2022. V. 27. P. 8535.

  34. Lazutin A.A., Vasilevskaya V.V. // Polymer. 2022. V. 255. P. 125172.

  35. Хоффман Д., Кархер Г. Итоги науки и техники. Серия “Современные проблемы математики. Фундаментальные направления”. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. Т. 90. С. 13.

  36. Löbling T.I., Haataja J.S., Synatschke C.V., Schacher F.H., Müller M., Hanisch A., Gröschel A.H., H Müller E. // ACS Nano. 2014. V. 8. P. 11330.

  37. Plimpton S.J. // Computat. Phys. 1995. V. 117. P. 1.

  38. Weeks J.D., Chandler D., Andersen H.C. // J. Chem. Phys. 1971. V. 54. P. 5237.

  39. Verlet L. // Phys. Rev. 1967. V. 159. P. 98.

  40. Smith J. // Compos. Sci. Technol. 2003. V. 63. P. 1599.

  41. Bishop M., Kalos M.H., Frisch H.L. // J. Chem. Phys. 1979. V. 70. P. 1299.

  42. Grest G.S., Kremer K. // Phys. Rev. A. 1986. V. 33. P. 3628.

  43. Cho J., Ogata Y. // J. Geom. 2017. V. 108. P. 463.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Высокомолекулярные соединения (серия С)

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал