مطالعه برسهای پلی الکترولیتی و پلی آمفولیتی بلوکی: تاثیر سختی خمشی زنجیره ها، اندازه بلوکها، غلظت نمک و ظرفیت یونهای مخالف

در این پایان نامه، برسهای پلی آمفولیتی و پلی الکترولیتی تخت در شرایط مختلف و به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این شبیه سازیها که در هنگرد کانونیک انجام شده است، برهمکنش کولنی میان مونومرهای باردار، یونهای مخالف و یونهای نمک اضافه شده بصورت صریح در نظر گرفته شده است. برای برسهای پلی آمفولیتی نیمه انعطاف پذیر که در آن هر کدام از زنجیره ها دارای بارهای مثبت و منفی به تعداد یکسان هستند، ضخامت متوسط برس و آمار حالت تعادلی سیستم در مقادیر مختلف چگالی سطحی زنجیره ها و غلظت نمک و برای توالی های مختلف بارهای روی زنجیره ها محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که در برس پلی آمفولیتی با بلوک بار بزرگتر، ضخامت متوسط برس مقدار کوچکتری نسبت به دیگر برسها دارد و وابستگی خواص برس به چگالی سطحی و غلظت نمک قویتر است. در برس پلی آمفولیتی با بلوک بار بزرگ و در مقادیر زیاد چگالی سطحی، زنجیره ها به طرف سطح انحنا پیدا میکنند. برسهای پلی آمفولیتی دوبلوکی انعطاف پذیر، نیمه انعطاف پذیر و سخت در چگالی های سطحی مختلف مطالعه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وابستگی ضخامت متوسط برس به چگالی سطحی، در تمامی مقادیر سختی خمشی خطی است. شیب نمودار ضخامت متوسط برس بر حسب چگالی سطحی زنجیره ها در برسهای نیمه انعطاف پذیر و سخت با یکدیگر برابر است و به مقدار قابل توجهی از شیب خط مربوط به برسهای انعطاف پذیر بیشتر است. همچنین با استفاده از روش نظریه مقیاس بندی وابستگی خطی ضخامت برس پلی آمفولیتی دو بلوکی انعطاف پذیر به چگالی سطحی بدست آمده است که با نتایج شبیه سازی نیز توافق خوبی دارد. همچنین اثر یونهای مخالف چند ظرفیتی بر رفتار برسهای پلی الکترولیتی و پلی آمفولیتی دوبلوکی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که ضخامت برس پلی الکترولیتی در حضور یونهای مخالف سه ظرفیتی وابستگی قویتری به چگالی سطحی پلیمرها دارد و در همه مقادیر چگالی سطحی زنجیره ها، ضخامت متوسط برس کمتر از ضخامت برس پلی الکترولیتی با یونهای مخالف تک ظرفیتی است. برسهای پلی آمفولیتی دوبلوکی در حضور یونهای مخالف سه ظرفیتی و تک ظرفیتی وابستگی یکسانی به چگالی سطحی پلیمرها دارند. با افزایش ظرفیت یونهای مخالف، برخلاف رفتار برس پلی الکترولیتی و به دلیل تضعیف برهمکنش جاذبه موثر دو بلوک ناهمنام، ضخامت متوسط برس افزایش می یابد.