Globuli (polymeerit)

Globuli on polymeeriketjun tila (konformaatioiden joukko) , jossa yksiköiden pitoisuuksien vaihtelut ovat pieniä: niiden korrelaatiosäde on paljon pienempi kuin makromolekyylin koko. Pallomaisessa tilassa olevien yksiköiden pitoisuus on paljon suurempi kuin polymeerikäämissä , ja tämä pitoisuus on vakio koko globulin tilavuudessa lukuun ottamatta pinnalla olevaa ohutta kerrosta (esimerkiksi polymeeri/liuotin-rajapinta), ns. pallon reuna .

Kela-pallosiirtymä

Yleensä homopolymeeriliuoksessa , kun liuottimen laatu huononee (yleensä lämpötilan laskun myötä), polymeeriketju käy läpi kierukka -pallosiirtymän. Fyysisesti tämä tapahtuu, koska huono liuotin vastaa linkkien houkuttelevaa volyymivuorovaikutusta . Ensinnäkin, hieman θ-lämpötilan alapuolella (suuruusluokkaa , missä on ketjun polymeroitumisaste , eli siinä olevien lenkkien lukumäärä), kela romahtaa löysäksi palloksi, joka on kooltaan lähellä ketjua. kela; liuottimen laadun heikkeneessä edelleen pallosta tulee tiheä. P. J. Flory tutki käämipallon vaihemuutosta fenomenologisesti vuonna 1949 [1] ; usein käytetään Ptitsynin ja Eisnerin, Birshteinin ja Pryamitsynin (1986) ehdottamia Flory-lähestymistavan muunnelmia . I. M. Lifshitz , A. Yu. Grosberg ja A. R. Khokhlov ehdottivat vuonna 1979 paljon tiukempaa mutta monimutkaisempaa menetelmää , joka perustui lähestymistapaan, joka edustaa ketjun konformaatioentropiaa tiheysfunktionaalisena ( Lifshitzin kaava ) [2] .

Yksi esimerkki globulista olisi proteiinit . Ne osoittavat kuitenkin monimutkaista käyttäytymistä denaturaatio-renaturaation aikana: vaikka jotkin yllä olevista menetelmistä kehitettiin juuri proteiineissa esiintyvän natiividenaturoidun konformaation siirtymisen vuoksi, ne osoittautuivat soveltumattomiksi niin monimutkaiseen kohteeseen.

Liukoiset pallot

Pallon pintajännitys on pääsääntöisesti positiivinen, eli liuoksessa olevat pallot aggregoituvat ja saostuvat. Tämä on helppo selittää: jos linkkien vuorovaikutus keskenään ja liuotinmolekyylien kanssa saa ne vetämään puoleensa ja muodostamaan pallon saman ketjun sisällä, silloin myös eri ketjujen linkit vetävät puoleensa.

Jotkut aineet, kuten proteiinit , ovat kuitenkin liukoisia palloja. Proteiinien rakenne on kuitenkin melko monimutkainen, mikä on vaikeaa kemiallisen synteesin kannalta ja vaikeasti analysoitavissa teoreettisesti. Liukoisten pallosten valmistus voi olla lupaavaa sekä liukenevien pallomaisten biopolymeerien ominaisuuksien selittämisessä että käytännön sovelluksissa: kohdennetussa lääkkeiden annostelussa , molekyylirakenteiden luomisessa, katalyysissä ja polttokennoissa . Amfifiilisten homopolymeerien muodostamia kokeellisesti liukenevia palloja saatiin (1990-luku) ja niitä tutkii F. Winnikin ryhmä (Françoise Winnik) [3] . Tietokonekokeissa liukoisten pallosten olemassaolo havaittiin 2000-luvun alussa V. Vasilevskajan ryhmässä. Teoreettisesti tämän käyttäytymisen selittivät hieman myöhemmin A. Semjonov et ai.

Kirjallisuus

Muistiinpanot

  1. ↑ Paul J. Flory, The Configuration of Real Polymer Chains , J. Chem. Phys. 17 , 303 (1949)
  2. ↑ I. M. Lifshits, A. Yu. Grosberg, A. P. Khokhlov, Tilavuusvuorovaikutukset polymeerimakromolekyylin tilastollisessa fysiikassa , UFN 127 (3) (1979)
  3. ↑ Katso esimerkiksi A. Laukkanen, L. Valtola, FM Winnik ja H. Tenhu, Formation of Colloidally Stable Phase Separated Poly(N-vinylcaprolactam) in Water , Macromolecules 2004, 37 , 2268-2274