ИСТИНА

Диссертационная работа посвящена компьютерному моделированию систем амфифильных макромолекул: во-первых, раствора гомополимера, амфифильного на уровне отдельного мономерного звена и обладающего локальной спиральной структурой, и, во-вторых, щеток диблок-сополимера, пришитых к плоской поверхности. На фоне всё более широкого распространения «умных» материалов и миниатюризации продуктов высоких технологий растет интерес к системам, способным к спонтанной самоорганизации при изменении свойств окружающей среды. К числу наиболее перспективных и эффективных в этом отношении систем, несомненно, относятся амфифильные макромолекулы, содержащие функциональные группы, имеющие разное сродство к полярным и неполярным растворителям. Наличие в амфифильных макромолекулах групп с различным сродством к растворителю способствует их внутримолекулярной самоорганизации, межмолекулярной агрегации, образованию сложных надмолекулярных структур. Вторичная спиральная структура - α-спирали и β-слои в белках, спирали в синтетических полипептидах и полисахаридах, двойная спираль ДНК – является одним из наиболее часто встречающихся типов локального самоупорядочения в синтетических и биологических макромолекулах. Она фиксируется различными взаимодействиями между мономерными звеньями, такими как взаимодействия исключенного объема, электростатические взаимодействия, образование дисульфидных мостиков и водородных связей. При изменении физических параметров растворителя (температуры, ионной силы, качества растворителя) эти взаимодействия ослабевают, вторичная структура разрушается, происходит так называемый переход «спираль-клубок». Одновременно с этим переходом происходит и изменение пространственной (третичной) структуры или конформации макромолекулы. В концентрированных растворах взаимодействия, приводящие к образованию локальной спиральной структуры, будут способствовать образованию различных надмолекулярных образований, таких как мицеллы, бислои, фибриллы. Амфифильные макромолекулы используются для создания умных покрытий, чувствительных к изменению внешних условий. С этой целью они плотно одним концом прививаются к однородной поверхности, создавая защитный слой в виде полимерной щетки. Если в ходе функционирования системы необходимо изменить свойства поверхности, эффективно использование амфифильных щеток, в которых различные макромолекулы привиты к поверхности или сами привитые макромолекулы состоят из звеньев с различным сродством к растворителю. Простейшим примером амфифильных щеток являются щетки АВ диблок-сополимеров. В таких щетках могут формироваться новые, отличные от случая раствора амфифильных макромолекул, весьма необычные структуры, свойства которых зависят как от взаимодействия блоков с растворителем и друг с другом, так и от плотности пришивки полимерных цепей к поверхности и от относительной длины каждого из блоков. Отметим, что в условиях, когда новые методы синтеза позволяют конструировать амфифильные макромолекулы из самых разных мономерных звеньев, для поиска эффективных для тех или иных приложений сложных полимерных систем разумно использовать компьютерное моделирование.