Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения




07.12.2022


06.12.2022


05.12.2022


05.12.2022


05.12.2022


05.12.2022


05.12.2022





Яндекс.Метрика

Глобула (полимеры)

08.08.2022

Глобула — состояние (набор конформаций) полимерной цепи, в котором флуктуации концентрации звеньев малы: их радиус корреляции значительно меньше размера макромолекулы. Концентрация звеньев в глобулярном состоянии значительно выше, чем в полимерном клубке, причём эта концентрация постоянна во всём объёме глобулы, кроме тонкого слоя на поверхности (например, межфазной границы полимер/растворитель), называемого опушкой глобулы.

Переход клубок—глобула

Как правило, в растворе гомополимера при ухудшении качества растворителя (обычно при понижении температуры) полимерная цепь испытывает переход клубок—глобула. Физически это происходит потому, что плохой растворитель соответствует притягивающему объёмному взаимодействию звеньев. Сначала чуть ниже θ-температуры (на величину порядка N − 1 / 2 {displaystyle N^{-1/2}} , где N {displaystyle N} — степень полимеризации цепи, то есть количество звеньев в ней) клубок коллапсирует в рыхлую глобулу, близкую по размеру к клубку; при дальнейшем ухудшении качества растворителя глобула становится плотной. Фазовый переход клубок-глобула был феноменологически изучен П. Дж. Флори в 1949 году, часто используются модификации подхода Флори, предложенные Птицыным и Эйзнером, Бирштейн и Прямицыным (1986). Значительно более строгий, но сложный метод был предложен в 1979 году И. М. Лифшицем, А. Ю. Гросбергом и А. Р. Хохловым на основе подхода, представляющего конформационную энтропию цепи в виде функционала плотности (формула Лифшица).

Одним из примеров глобулы могут служить белки. Однако они демонстрируют сложное поведение при денатурации-ренатурации: хотя некоторые из вышеназванных методов разрабатывались именно в виду перехода нативная-денатурированная конформация в белках, они оказались неприменимыми к столь непростому объекту.

Растворимые глобулы

Как правило, поверхностное натяжение глобулы положительно, то есть глобулы в растворе агрегируются и выпадают в осадок. Это легко объяснить: если взаимодействие звеньев друг с другом и с молекулами растворителя заставляет их притягиваться и образовывать глобулу в пределах одной цепи, то звенья разных цепей также будут притягиваться.

Тем не менее, некоторые вещества — например, белки — представляют собой растворимые глобулы. Однако белки обладают довольно сложной структурой, представляющей сложность для химического синтеза и с трудом поддающейся теоретическому анализу. Получение растворимых глобул может быть перспективно как для объяснения свойств растворимых глобулярных биополимеров, так и в практических приложениях: для осуществления направленной доставки лекарств, создания молекулярных каркасов (scaffold), в катализе, в топливных элементах. Экспериментально растворимые глобулы, образованные амфифильными гомополимерами, были получены (1990-е годы) и исследуются в группе Ф. Винник (Françoise Winnik). В компьютерных экспериментах существование растворимых глобул было обнаружено в начале 2000-х в группе В. Василевской. Теоретически такое поведение было объяснено несколько позже А. Семёновым с соавторами.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий: