Содержание:

1. Введение …………………………………………3

2. Литературный обзор…………………………….5

2.1. адсорбция сополимеров на поверхности..5

2.2. распознавание полимером поверхности..7

3. Модель…………………………………………..10

4. Методика вычислений………………………….17

4. Результаты………………………………………20

4.1. изменение температуры…………………20

4.2. изменение “температуры мутации”…….26

4.3. изменение длины цепи …….…………....29

4.4. изменение ширины полосы …………….34

5. Выводы…………………………………………..38

6. Список литературы……………………………..39

1. Введение

В последнее время процессы распознавания поверхностей полимерами активно исследуются. Распознавание поверхности полимером заключается в его способности адсорбироваться преимущественно на определенных участках неоднородной поверхности или как принято говорить поверхности с заданным узором. Интерес к этим исследованиям вызван многими факторами. Во-первых, распознавание поверхности полимером или селективное молекулярное распознавание управляет многими биологическими процессами, такими как связывание белков с ДНК [1], внутриклеточное распознавание и т.д. С другой стороны, свойство полимеров распознавать и адсорбироваться на той или иной поверхности необходимо для решения ряда прикладных задач, таких как направленное действия лекарств в фармацевтике или развитие биосенсорных материалов.

Как правило, в качестве модельных полимеров, распознающих поверхности, исследуются сополимеры, содержащие мономерные звенья двух типов. Предполагаются некие заданные распределения звеньев вдоль цепи и исследуется, в случае каких из этих распределений адсорбция сополимеров на сложных поверхностях будет наиболее выраженной [2,3]. Таким образом, определяется наилучшее из заданных распределений.

Другой способ решения проблемы распознавания поверхности состоит в том, чтобы непосредственно в расчетах варьировать распределение звеньев в сополимере и искать такие распределения, при которых адсорбция сополимеров будет самой сильной [4,5]. Так что результатом расчета является оптимальное из всех возможных (а не предложенных) распределений звеньев А и В, при котором сополимер селективно адсорбируется на поверхности с заданным узором.

Нами был исследован случай распознавания АВ сополимером неоднородной поверхности, состоящей из последовательности полос двух типов A и B с различным сродством к звеньям A и B и определена статистика сополимеров, при которой они будут лучше других распознавать эту поверхность. В этой задаче под распознаванием мы подразумеваем такую адсорбцию, когда сополимер, адсорбируясь на узорчатой поверхности, принимает уникальную конформацию, соответствующую основному состоянию и обусловленную геометрией и химическим строением узора. Модель такого распознавания была предложена Ю.А. Криксиным, П.Г. Халатуром и А.Р. Хохловым [6]. Мы исследовали систему АВ сополимер на полосатой АВ поверхности на основе этой модели методом компьютерного эксперимента с использованием модифицированного метода Монте Карло [7].

2. Литературный обзор.

Исследование адсорбции сополимеров на неоднородных поверхностях проводилось аналитическими, численными и экспериментальными методами [2, 5, 8-10, 14, 16].

2.1. Адсорбция полимеров на поверхностях.

В одной из первых работ, посвященной изучению влияния макромолекулярной структуры на процесс адсорбции полимера [8], была рассмотрена адсорбирующая поверхность и раствор сополимера, состоящего из звеньев двух типов A и B, причем мономеры типа A притягиваются к поверхности, а мономеры типа B не взаимодействуют, или отталкиваются от поверхности. Было обнаружено, что адсорбция такого сополимера зависит не только от количества звеньев типа A, но также и от расположения звеньев по цепи. Так, д

7. Список литературы.

1. А.В. Финкельштейн, О.Б. Птицын. Физика белка // М., Книжный дом “Университет”, 2002.

2. A.C. Balazs, M. Gempe, C.W. Lantman. Effect of molecular architecture on the adsorption of copolymers // Macromolecules 1991, 24, 168-176.

3. T. Bogner, A. Degenhard, F. Schmid. Molecular recognition in a lattice model: an enumeration study // to appear in Phys. Rev. Lett, 2004.

4. A. Jaraman, C.K. Hall, J. Genzer Computer simulation study of pattern transfer in AB diblock copolymer film adsorbed on a heterogeneous surface // J. Chem. Phys 2005, 123, 124702.

5. M.S.Moghaddam, S.G. Whittington. A Monte Carlo study of polymer adsorption: random copolymers and random surfaces // J. Phys. A: Math. Gen. 2002, 35, 33-42

6. Y.A. Kriksin, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov. Adsorption of multiblock copolymers onto a chemically heterogeneous surface: a model of pattern recognition // J. Chem. Phys 2005, 122, 114703.

7. В.А. Иванов. Методы компьютерного моделирования в статистической физике // 2005. (нет издания)

8. M.S.Moghaddam, T. Vrbova, S.G. Whittington. Adsorption of periodic copolymers at a planar interface // J. Phys. A: Math. Gen., 2000, 33, 4573-4584.

9. A. Naidenov, S. Nechaev. Adsorption of a random heteropolymer at a potential well revisited: location of transition point and design of sequences // J. Phys. A: Math. Gen. 2001, 34, 5625-5634.

10. C. Yeung, A.C. Balazs, D. Jasnow. Adsorption of copolymer chains at liquid-liquid interfaces: effect of sequence distribution // Macromolecules 1992, 25, 1357-1360.

11. А.Р. Хохлов, С.И.Кучанов. Лекции по физической химии полимеров // М.: Мир, 2000.

12. A. Polotsky, F. Schmid, A. Degenhard. Influence of sequence correlations on the adsorption of random copolymers onto homogeneous planar surfaces // J. Chem. Phys., 2004, 120 , 6246.

13. А.Р. Хохлов. Статистическая физика макромолекул // М.: Издательский отдел физического факультета Моск.ун-та, 2004.

14. M. Muthukumar. Pattern recognition by polyelectrolytes // J. Chem. Phys., 1995., 103, 4723-4731.

15. M.S. Moghaddam. A numerical study of self-averaging in adsorption of random copolymers and random surfaces // J. Phys. A: Math. Gen., 2002, 35, 10721–10729.

16. J. Genzer. Copolymer adsorption on planar substrates with a random distribution of chemical heterogeneities // J. Chem. Phys., 2001, 115, 4873-4882.

Примечаний нет.