WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Образование спиральных участков при использовании схемы взаимодействия, которая по существу принципиально не отличается от применявшихся ранее [28,29], побудило нас более внимательно проанализировать конфигурации, уже наблюдавшиеся в компьютерных экспериментах по самоорганизации [28]. Оказалось, что спиральные участки появляются на первой стадии самоорганизации при любой ранее использованной схеме межРис. 3. Образование одного витка спирали в цепочке из атомных взаимодействий, но они не так ярко выражены.

двенадцати атомов.

Особенно много спиральных участков появлялось, если расстояние между атомами (n, n + p |p 2) равнялось 2a (рис. 6). Однако во всех случаях эти конфигурации неустойчивы и в конце эволюции коллапсируют в ранее [13,14,28], где финальные конфигурации предстакристаллическую либо аморфную глобулу.

вляли собой аморфные, кристаллические и частично Ранее [14,28] мы предположили, что причиной появлекристаллические глобулы.

ния кристаллических либо аморфных структур полимеВ чем причина такого резкого различия В предыров служит соответственно совместимость либо несодущих работах мы использовали другую схему межвместимость потенциальных рельефов сильного и слабоатомных взаимодействий. Во-первых, вид потенциала для го взаимодействия. Упорядоченная спиральная структура всех взаимодействий (как сильных, так и слабых) был является квазиодномерным кристаллом, поэтому, развиодинаковым и представлял собой потенциал Морзе, а не вая аналогию дальше, можно предположить, что причикомбинацию потенциала Морзе с функцией Гаусса. Ввторых, слабые взаимодействия имели место между всеми парами атомов с номерами (n, n+2), (n, n+ p |p > 2), тогда как в данном случае учитываются только слабые взаимодействия (n, n + 3), а взаимодействия (n, n + 2) и (n, n + p |p > 3) отсутствуют. Таким образом, причин образования различных структур может быть несколько:

это либо следствие корреляции слабых взаимодействий, либо влияние формы потенциала сильных взаимодействий, либо влияние и того и другого факторов вместе.

Чтобы разобраться в этом вопросе, мы применили схему взаимодействий, наиболее близкую к используемым в [13,14,28], а именно: все взаимодействия (сильные и слабые) описали потенциалом Морзе и учли все слабые взаимодействия (n, n + p |p > 2). Одновременно с этим мы увеличили равновесное расстояние между атомами (n, n + p |p до 3a, раньше это расстояние равня2) лось a либо 2a. При условии, что взаимодействуют только атомы (n, n + 3) и образуется симметричный зигзаг [13,14] из атомов n, n + 1, n + 2, n + 3, лежащий в Рис. 4. Образование упорядоченной геликоидальной структуплоскости, это расстояние соответствует равновесному ры в цепочке из сорока атомов.

Физика твердого тела, 1997, том 39, № Самоорганизация и образование геликоидальных структур полимеров ной появления устойчивых и неустойчивых спиральных конфигураций является соответственно совместимость либо несовместимость потенциальных рельефов локальных и нелокальных слабых взаимодействий. В данной работе совместимость, по-видимому, достигается за счет корреляции, заложенной в схему учета слабых взаимодействий.

Обсудим теперь влияние вида потенциала сильных взаимодействий. Комбинация потенциала Морзе с функцией Гаусса учитывает не только ковалентное взаимодействие между повторяющимися единицами (собственно потенциал Морзе), но и распирающее действие растворителя (функция Гаусса) [16], роль которого в биополимерах играет вода [6,7]. Однако спирали характерны не только для биополимеров. Чтобы оценить влияние этого фактора на устойчивость спиральных структур, мы изучили Рис. 6. Спиральные участки, образующиеся на первой стадии эволюции прямолинейной цепочки из ста атомов в аморфную глобулу.

Рис. 7. Самоорганизация цепочки из сорока атомов с потенциалом Морзе.

самоорганизацию цепочек, применив следующую схему взаимодействий: все взаимодействия (сильные и слабые) описывались потенциалом Морзе, но среди слабых взаимодействий учитывались только взаимодействия типа (n, n + 3) с равновесным расстоянием между этими атомами, равным 2a. Однако и в этом случае устойчивой спиральной структуры получить не удалось (рис. 7).

На основании проведенных компьютерных экспериментов можно считать, что в стабилизации геликоидальной структуры играют роль и корреляция слабых взаимодействий, и форма потенциала взаимодействий Рис. 5. Образование спиральных участков в цепочке из ста (сочетание потенциала Морзе с функцией Гаусса).

атомов (неупорядоченная структура).

Физика твердого тела, 1997, том 39, № 1888 А.И. Мелькер, Т.В. Воробьева Список литературы [1] Г. Хакен. Синергетика. Мир, М. (1980). 408 с.

[2] А.М. Санин, Ю.Л. Ермолаев. Электронная синергетика.

Изд-во ЛГУ, Л. (1989). 248 с.

[3] А.И. Мелькер. Моделирование эксперимента. Знание. Сер.

Физика. М. (1991). № 10. 64 с.

[4] И. Уорд. Механические свойства твердых полимеров. Химия, М. (1975). 360 с.

[5] Г.Г. Элиас. Мегамолекулы. Химия, Л. (1990). 272 с.

[6] П. Флори. Статистическая механика цепных молекул.

Мир, М. (1971). 440 с.

[7] Б. Вундерлих. Физика макромолекул. Мир, М. (1976).

624 с.

[8] Th.W. Bell, H. Jousselin. Nature 367, 6462, 441 (1994).

[9] И.А. Овидько. Дефекты в конденсированных средах. Знание, Л. (1991). 248 с.

[10] H.S. Chan, K.A. Dill. Phys. Today 2, 24 (1993).

[11] V.A. Likhachev, A.I. Mikhalin, L.V. Zhigilei. Phil. Mag. A69, 3, 421 (1994).

[12] A.I. Melker, T.V. Vorobyeva. In: NATO ARW on Hydrogen Bond Networks. Institut d’Etudes Scientifiques de Cargese (August 16–22, 1993). P. 52.

[13] A.I. Melker, T.V. Vorobyeva. Z. Naturforsch. 49a, 11, (1994).

[14] А.И. Мелькер, Т.В. Воробьева. ФТТ 37, 1, 224 (1995).

[15] Дж.М.П. Томпсон. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике. Мир, М. (1985). 254 с.

[16] А.И. Мелькер, С.В. Говоров, В.Н. Бунгов. Тр. 25-го Всесоюзн. сем. по актуальным проблемам прочности. Старая Русса (1–5 апреля, 1991). НПИ, Новгород (1991). Т. 2.

С. 28.

[17] A. Elgsaeter, K.D. Khudsen, A. Mikkelsen. Polymer Physics (An Introduction). Univ. Trondheim (1973). 232 p.

[18] Дж. Маррел, С. Кеттл, Дж. Теддер. Теория валентности.

Мир, М. (1968). 520 с.

[19] А.М. Косевич. Основы механики кристаллической решетки. Наука, М. (1972). 280 с.

[20] М.В. Волькенштейн, Л.А. Грибов, М.А. Эльяшевич, В.И. Степанов. Колебания молекул. Наука, М. (1972).

700 с.

[21] А.И. Китайгородский. Молекулярные кристаллы. Наука, М. (1971). 424 с.

[22] А.Ю. Гросберг, А.Р. Хохлов. Физика в мире полимеров.

Наука, М. (1989). 206 с.

[23] И.М. Лифшиц. Избранные труды. Наука, М. (1994).С. 270.

[24] А.И. Михайлин, А.И. Мелькер. Хим. физика 4, 1, (1985).

[25] A. Nordsieck. Math. Comput. 16, 1, 22 (1962).

[26] А.И. Мелькер, А.И. Михайлин, Н.П. Лиходедов, О.А. Усов.

Препринт ФТИ АН СССР № 661. Л. (1980).

[27] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Статистическая физика. Наука, М. (1964). 568 с.

[28] T.V. Vorobyeva, A.I. Melker, K.D. Khudsen, A. Elgsaeter.

In: Eigth Major Intern. Conf. within Polymat’94 (19– 22 September, 1994). London, UK, Preprint Papers. P. 190.

[29] T.V. Vorobyeva, A.I. Melker, K.D. Khudsen, A. Elgsaeter. Acta Chem. Scandinavica 50, 1, 18 (1996).

Физика твердого тела, 1997, том 39, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.