Уйди, противный!

Уйди, противный!
Уйди, противный!

Исследователи из Высшей школы экономики и Лейпцигского Университета создали модель, позволяющую быстро и с высокой степенью точности предсказывать поведение полимеров в смешанных растворителях. Это первая научная работа, которая, основываясь на принципах статистической механики, объясняет эффект подавления «со-нерастворения» (co-nonsolvency) при высоких давлениях.

Хороший растворитель — это тот, который хорошо растворяет полимер. Например, если взять два растворителя —  воду и метиловый спирт — то для такого полимера, как поли N-изопропилакриламид (ПНИПАМ), они по отдельности являются хорошими. Но если в некоторой пропорции смешать их, получившаяся смесь уже будет не полностью растворять этот полимер. В этом и заключается парадоксальность эффекта со-нерастворимости. Несмотря на то, что он известен учёным давно, физические механизмы, в результате которых он происходит, до недавнего времени систематически не изучались.

«Макромолекула ПНИПАМа и вода стремятся образовать водородные связи, и молекулы метилового спирта также стремятся образовать водородные связи с полимерной цепочкой. Но водородные связи ПНИПАМ-спирт сильнее, чем водородные связи ПНИПАМ-вода. Таким образом, эта конкурентная борьба приводит к тому, что при определенной концентрации спирта полимеру легче свернуться, образовать компактную глобулу, как можно больше набрать туда спирта, а воду вытеснить. Получается, что такое явление может происходить только в системах, в которых могут образовываться водородные связи.

Но ещё в 1978 году было экспериментально обнаружено явление со-нерастворимости в тройной системе полистирол-циклогексан-диметилформамид, где никаких водородных связей нет. Тогда исследователи из группы профессора Кремера высказали предположение, что со-нерастворимость — общий физический эффект», — объясил Юрий Будков, доцент Московского института электроники и математики им. А.Н. Тихонова НИУ ВШЭ.   

Исследователи построили модель поведения гибкой полимерной цепи в смешанных растворителях и показали, что при высоком давлении со-нерастворимость может быть подавлена, детально объяснив микроскопический механизм подавления со-нерастворимости. 

Результаты этой работы могут иметь не только чисто академический интерес, но и лечь в основу методик экспресс-анализа полимерных систем в смешанных растворителях, что существенно сэкономит время проведения опытов. А также найдут применение в медицине и фармакологии (адресная доставка лекарственных соединений, создание лекарственных препаратов пролонгированного действия), пищевой промышленности (создании суспензий, таких как майонез, кетчуп, молочные продукты) и других областях.
 

Статья опубликована в журнале Soft  Matter.

0 не понравилось

18-12-2017 22:00 | просмотров 15 |

Прямая ссылка:
BB-code ссылка:
HTML ссылка:
Понравилась статья? ПОДЕЛИСЬ в соц. сетях!
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Похожие новости

Воду разделили на две разные жидкости

Мы привыкли думать, что жидкая вода — это беспорядочное скопление молекул, которые быстро передвигаются в рамках некоторой структуры. Но ученые Стокгольмского университета обнаружили две фазы этой

Обнаружено новое удивительное свойство воды

Несмотря на свою общедоступность, вода по-прежнему скрывает множество удивительных свойств. И одно из таких свойств недавно обнаружили исследователи из Массачусетского технологического института.

Российские учёные предложили способ печати пластиковых микросхем

Специалисты из МГУ имени М. В. Ломоносова, работая совместно с учёными Института полимерных исследований в Дрездене, обнаружили интересное свойство молекулы [3]-радиалена. Если использовать эти

Создана бактерия, превращающая воздух в спирт

Гарвардский химик Даниэль Носера во время своего выступления в чикагском Институте энергетической политики сделал довольно интересное заявление. Вместе со своими коллегами он создал новый вид

Создан полимер с эффектом памяти, меняющий форму при контакте с кожей челов ...

Материалы с эффектом памяти всегда производят на неподготовленного зрителя невероятный эффект. Такие материалы применяются в самых разных областях, начиная от холодильников и заканчивая спортивной

Благодаря новому материалу водородные автомобили станут дешевле

Водород – очень привлекательный источник альтернативной энергии. Однако использование дорогих материалов в водородных топливных элементах создает препятствия на пути коммерциализации технологии.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.