Равновесное состояние систем агрегатов дендримеров и ПАВ
Студент
Московский государственный университет имени ,
физический факультет, Москва, Россия
E–mail: *****@***phys. msu. ru
Еще с прошлого века внимание ряда химиков и физиков было привлечено своеобразными полимерными образованиями дендримерами, которые были введены, или определены, как фрактальные разветвленные структуры, внешне схожие со стилистическим изображением дерева, что и дало им такое название [1]. Изначально существовавшие лишь как модель, эти объекты, тем не менее, были довольно хорошо описаны, исходя из простейших физических и геометрических представлений. Когда удалось, наконец, получить их в лабораториях, стала ясна необходимость более аккуратных и соответствующих действительности теорий. Такие были разработаны [6], причем не только для отдельных дендримеров, но и для их агрегатов. Особый интерес с практической и теоретической точки зрения представляют дендримеры, у которых на концах внешних ветвей находятся сильно гидрофильные функциональные группы [2, 5]. Этот подвид способен коагулировать иначе, чем другие представители, а также образовывать агрегаты с молекулами ПАВ [3,4,7], то есть молекулами, имеющими в своем составе гидрофильную и гидрофобную группы.
В данной работе были рассмотрены в равновесии термодинамические, статистические и геометрические параметры отдельных дендримеров с сильно гидрофильными концами, систем таких дендримеров и систем таких дендримеров и ПАВ. Путем построения выражения для свободной энергии и его последующей минимизации, а также учета механических ограничений, возникающих из-за особенностей строения и характерного поведения изучаемых систем, был получен равновесный радиус каждого из рассматриваемых объектов, как функция параметров, контролируемых химически на этапе синтеза. Это позволяет довольно экономично предсказать характеристики растворов дендримеров и ПАВ, зная лишь физические свойства составляющих их молекул.
Данная работа была выполнена при поддержке гранта РФФИ 14-03-31500 «мол_а».
Литература
1. Семчиков - новый класс полимеров // Соросовский образовательный журнал, 1998, №12, с. 45-51.
2. Терещенко производные карбосилановых дендримеров: синтез и свойства. Автореф. дисс. канд. хим. наук. М. 2006.
3. Cheng Y., Wu Q., Li Y., Hu J., Xu T. New insights into the interactions between dendrimers and surfactants: 2. Design of new drug formulations based on dendrimer-surfactant aggregates // J Phys Chem B. 2009.
4. Fang M., Cheng Y., Zhang J., Wu Q., Hu J., Zhao L., Xu T. New insights into interactions between dendrimers and surfactants. 4. Fast-exchange/Slow-exchange transitions in the structure of dendrimer-surfactant aggregates // J Phys Chem B. 2010.
5. Govorun E., Zeldovich K., Khokhlov A. Structure of charged poly(propylene imine) dendrimers: Theoretical investigation // Macromolecular Theory and Simulations. 2003. Vol. 12, no. 9. P. 705–713.
6. Rubinstein M., Boris D. A self-consistent mean field model of a starburst dendrimer: dense core vs dense shell // Macromolecules 1996, 29, 7251-7260.
7. Tereshchenko A. S., Getmanova E. V., Bakeev N. F., Pertsov A. V., Muzafarov A. M. Peculiar features of amphiphilic carbosilane dendrimers – surfactant interaction depends on hydrophilic outer shell density // Polymer Preprints, 2005, 46(1), p.107-108.
