Автореферат диссертации на соискание ученой степени

• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 378.33kb.
• Автореферат диссертации на соискание учёной степени, 846.35kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 267.76kb.
• Акинфиев Сергей Николаевич автореферат диссертации, 1335.17kb.
• L. в экосистемах баренцева моря >03. 02. 04 зоология 03. 02. 08 экология Автореферат, 302.63kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 645.65kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 678.39kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 331.91kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 298.92kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 500.38kb.

1. Разработана статистическая теория сополимеризации на границе раздела двух фаз, учитывающая конформационную подвижность макрорадикала. С ее помощью изучены статистические характеристики образующихся здесь макромолекул. Впервые выявлены два предельных режима сополимеризации: режим каталитической и адсорбирующей поверхности. Продемонстрирована возможность получения на каталитических поверхностях практически монодисперсных полимеров или сополимеров с монодисперсным распределением блоков по длинам.
   
2. Предложен и теоретически обоснован новый универсальный метод моделирования сополимеризации в гетерогенных и самоорганизующихся реакционных системах, где структура образующихся макромолекул зависит от их конформационного поведения и межмолекулярных взаимодействий с мономерами. Предложенный подход позволяет получить исчерпывающую информацию о кинетике синтеза, конформационной и химической структуре его продуктов.
   
3. Выполнено моделирование привитой сополимеризации на сплошной поверхности, адсорбирующей один из мономеров. При этом впервые изучено влияние концентраций и соотношения мономеров на состав и статистику сополимеров во всем диапазоне энергий адсорбции. Показано, что адсорбционная сополимеризация позволяет в одну стадию получать градиентные сополимеры, представляющие интерес в качестве материала для создания наноструктур, интеллектуальных поверхностей, полимерных ПАВ. Этот результат согласуется с теоретическими предсказаниями других авторов. Впервые показано, что наибольшая градиентность достигается вблизи точки адсорбционного перехода, где закономерности адсорбционной сополимеризации ранее не исследовались.
   
4. С целью изучения возможности синтеза сополимеров, способных к молекулярному распознаванию химически-неоднородных поверхностей, впервые выполнено моделирование привитой сополимеризации на подложке с регулярным гексагональным распределением адсорбционных центров. Изучено влияние энергии адсорбции, соотношения мономеров, структуры и характерных размеров микроузора на состав и статистику образующихся молекул, а также на их адсорбционные свойства. Обнаружено, что данный процесс позволяет в одну стадию получать периодические сополимеры, структура которых "химически запрограммирована" структурой подложки. Изучено возникновение такой взаимосвязи. Показано, что получаемые сополимеры действительно адсорбируются на рассмотренных микроузорах с селективностью, близкой к максимальной. Таким образом, впервые теоретически предсказана возможность «автоматического» одностадийного синтеза сополимеров, способных к молекулярному распознаванию химически неоднородных поверхностей.
   
5. Впервые выполнено моделирование синтеза белковоподобных сополимеров из гидрофобных и полярных (или амфифильных) мономеров с учетом микрогетерогенности реакционной системы и конформационной подвижности макрорадикала. Установлено, что образующиеся в этом процессе сополимеры градиентны вследствие конформационного перехода клубок-глобула, сопровождающего сополимеризацию. Показано, что статистика последовательностей существенно отличается от характерной для растворной сополимеризации, демонстрируя сходство со статистикой полимеров, возникающих при гетерогенном синтезе на границе раздела двух жидких фаз. Обнаружено, что нестабильность глобулы, формирующейся при синтезе, приводит к бимодальному распределению макромолекул по составу, что согласуется с экспериментом.
   
6. Впервые разработана иерархическая многоуровневая модель межфазной поликонденсации, включающая кинетическую, локальную и макрокинетическую модели. В ходе локального моделирования изучено влияние концентрационных, кинетических и диффузионных факторов на массоперенос и превращение мономеров и молекулярно-массовые характеристики полимера. Теоретически подтверждены экспериментальные данные о слабом влиянии на молекулярную массу длительности и скорости поликонденсации, а также концентраций и соотношения мономеров. Обнаружено, что при поликонденсации вблизи границы раздела оптимальное мольное соотношение отличается от единицы и определяется соотношением скоростей поликонденсации и массопереноса. Формирующееся молекулярно-массовое распределение шире распределения Флори.
   
7. Впервые предложена макрокинетическая модель межфазной поликонденсации, описывающая процесс во всех возможных макрокинетических режимах: кинетическом, внутри- и внешнедиффузионном. Найдены количественные критерии, позволяющие определить лимитирующую стадию поликонденсации и качественные признаки каждого из режимов поликонденсации. Аналитически описана поликонденсация при завершении синтеза в кинетической области. Продемонстрировано качественное согласие результатов моделирования с экспериментом в области низких концентраций мономеров. Показано, что существенно влияет на закономерности поликонденсации возможность смены лимитирующей стадии.
   

Публикации по теме диссертационной работы

1. Берёзкин А.В. Математическое моделирование кинетики неравновесной гетерофазной поликонденсации с применением теории кратковременного контакта фаз: Дисс. канд. хим. наук. – Тверь: ТвГУ, 2001. – 120 с.
   
2. Газожидкостная поликонденсация / В.А. Никифоров, Е.А. Панкратов, Е.И. Лагусева, А.В. Березкин. – Тверь: ТГТУ, 2004. – 268 с.
   

1. Лагусева Е.И., Никифоров В.А., Берёзкин А.В., Архипов М.С., Масленникова Г.А. Синтез полигексаметилентерефталамида на поверхности раздела жидкость-газ // Физика и химия межфазных явлений: сб. научн. трудов. – Тверь: ТвГУ, 1998. - С. 23-28
   
2. Берёзкин А.В., Никифоров В.А. Массоперенос в процессе газожидкостной поликонденсации // Физико-химия полимеров: сб. научн. трудов. - Тверь: ТвГУ, 1999. - вып.5. - С. 141-148.
   
3. Берёзкин А.В., Папулов Ю.Г., Никифоров В.А. Моделирование межфазной поликонденсации, сопровождающейся мгновенной поверхностной реакцией // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2000. - т. 43, вып. 5. - С. 65-68.
   
4. Берёзкин А.В., Папулов Ю.Г., Никифоров В.А. Моделирование кинетики межфазной поликонденсации // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2000. - т. 43, вып. 5. - С. 93-96.
   
5. Берёзкин А.В., Никифоров В.А. Учёт диффузионных факторов при моделировании поликонденсации на границе раздела фаз // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2001. - т. 44, вып. 2. - С. 103-107.
   
6. Берёзкин А.В., Никифоров В.А. Макрокинетика гетерофазной поликонденсации // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2001. - т. 44, вып. 3. - С. 56-63.
   
7. Berezkin A.V., Khalatur P.G., Khokhlov A.R. Computer modeling of synthesis of proteinlike copolymer via copolymerization with simultaneous globule formation // J. Chem. Phys. – 2003. – V.118, №17. – P. 8049-8060.
   
8. Molecular dynamics simulation of the synthesis of protein-like copolymers via conformation-dependent design / A.V. Berezkin, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov, P. Reineker // New Journal of Physics. – 2004. – V. 6. – P. 44-61.
   
9. Template copolymerization near a patterned surface: Computer simulation / A.V. Berezkin, M.A. Solov’ev, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov // J. Chem. Phys. – 2004. – V.121, №12. – P. 6011-6020.
   
10. Khokhlov A.R., Berezkin A.V., Khalatur P.G. Computer modeling of radical copolymerization under unusual conditions // J. Polym. Sci. – 2004. – V. 42 (A). – P. 5339-5353.
    
11. Khalatur P.G., Berezkin A.V., Khokhlov A.R. Computer-aided conformation-dependent design of copolymer sequences // Recent Research Developments in Chemical Physics. – 2004. – V. 5. – P. 339-372.
    
12. Сополимеризация вблизи поверхности с регулярным распределением адсорбционных центров: моделирование методом Монте-Карло / А.В. Берёзкин, М.А. Соловьёв, П.Г. Халатур, А.Р. Хохлов // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей, вып. XI, ч. I. – Казань: Казанск. гос. ун-т., 2004. – С. 58-62. – 484 с.
    
13. Соловьев М.А., Березкин А.В., Халатур П.Г. Конформационная структура и кинетика перехода клубок-глобула белковоподобных и статистических сополимеров: молекулярно-динамическое моделирование // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей, вып. XI, ч. II. – Казань: Казанск. гос. ун-т., 2004. – С. 61-64. – 352 с.
    
14. Березкин А.В., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Конформационно зависимый дизайн белковоподобных сополимеров: молекулярно-динамическое моделирование // Высокомолек. соед. – 2005. – Т. 47, №1. – C. 85-93.
    
15. Березкин А.В., Соловьев М.А., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Синтез двухбуквенного AB-сополимера вблизи поверхности с регулярным распределением адсорбционных центров // Высокомолек. соед. – 2005. – Т.47, №6. – С. 1000-1010.
    
16. Modeling of radical copolymerization near a selectively adsorbing surface: Design of gradient copolymers with long-range correlations / N.Yu. Starovoitova, A.V. Berezkin, Yu. A. Kriksin, O.V. Gallyamova, P.G. Khalatur, A.R. Khokhlov // Macromolecules. – 2005. – V. 38. – P. 2419-2430.
    
17. Берёзкин А.В., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Моделирование синтеза белковоподобных сополимеров в мономерных мицеллах // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей, вып. XII, ч. I. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. – С. 60-65. – 444 с.
    
18. Берёзкин А.В., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Синтез градиентных полимеров конформационно-зависимой сополимеризацией на сплошной адсорбирующей поверхности // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей, вып. XII, ч. I. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. – С. 66-71. – 444 с.
    
19. Berezkin A.V., Khokhlov A.R. Mathematical modeling of interfacial polycondensation // J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. – 2006. – V.44, No 18. – P. 2698-2724.
    
20. Балашова О.А., Березкин А.В., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Моделирование молекулярного узнавания сополимеров регулярными поверхностями // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей. Вып. XIII, Ч. I. – Уфа: ИФМК УНЦ РАН, 2006. – C. 64-68.
    
21. Берёзкин А.В., Балашова О.А., Долгова Т.Н., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Компьютерный синтез сополимеров, распознающих регулярные поверхности // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей. Вып. XIII, Ч. I. – Уфа: ИФМК УНЦ РАН, 2006. – C. 102-107.
    
22. Веселов И.Н., Березкин А.В., Халатур П.Г., Хохлов А.Р. Согласование экспериментального и комьютерного синтеза белковоподобных сополимеров: анализ гидрофобности мономеров методом молекулярной динамики // Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей. Вып. XIII, Ч. I. – Уфа: ИФМК УНЦ РАН, 2006. – C. 177-179.
    
23. Berezkin A.V., Khalatur P.G., Khokhlov A.R. Simulation of gradient copolymers synthesis via conformation-dependent graft copolymerization near a uniform adsorbing surface // Macromolecules. – 2006. – V. 39, No 25. – P. 8808-8815.