Использование модели липких сфер для качественного воспроизведения основных фазовых переходов цистеин-серебряного раствора
М.Д. Малышев1, П.М. Пахомов1, П.В. Комаров1,2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН»
DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.252
Оригинальная статья
Аннотация: В настоящей работе сформулированная ранее мезоскопическая модель цистеин-серебряного раствора, в которой кластеры меркаптида серебра рассматриваются как жесткие «липкие» сферы, реализована на базе программного пакета LAMMPS. Ключевым параметром, оказывающим непосредственное влияние на морфологию формирующихся агрегатов и поведение системы в целом, является концентрация соли. Выполненные тестовые расчеты показывают, что построенная модель может воспроизводить этап созревания, образование волокон гель сетки и коагуляции цистеин-серебряного раствора на мезомасштабном уровне.
Ключевые слова: меркаптид серебра, гидрогель, супрамолекулярная система, супрамономер, мезоскопическое моделирование, крупнозернистая модель
- Малышев Максим Дмитриевич – аспирант кафедры физической химии, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Пахомов Павел Михайлович – д.х.н., профессор, заведующий кафедрой физической химии, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Комаров Павел Вячеславович – д.ф.-м.н., доцент, кафедра общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет», старший научный сотрудник лаборатории физической химии полимеров ФГБУН «Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова РАН»
Ссылка на статью:
Малышев, М.Д. Использование модели липких сфер для качественного воспроизведения основных фазовых переходов цистеин-серебряного раствора / М.Д. Малышев, П.М. Пахомов, П.В. Комаров // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2020. — Вып. 12. — С. 252-259. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.252.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Brunsveld, L. Supramolecular polymers / L. Brunsveld, B.J.B. Folmer, E.W. Meijer, R.P. Sijbesma // Chemical Reviews. – 2001. – V. 101. – I. 12. – Р. 4071-4098. DOI: 10.1021/cr990125q.
2. Estroff, L.A. Water gelation by small organic molecules / L.A. Estroff, A.D. Hamilton // Chemical Reviews. – 2004. – V. 104. – I. 3. – P. 1201-1218. DOI: 10.1021/cr0302049.
3. Sangeetha, N.M. Supramolecular gels: Functions and uses / N.M. Sangeetha, U. Maitra // Chemical Society Reviews. – 2005. – V. 34. – I. 10. – P. 821-836. DOI: 10.1039/b417081b.
4. Peppas, N.A. Hydrogels in biology and medicine: from molecular principles to bionanotechnology / N.A. Peppas, J.Z. Hilt, A. Khademhosseini, R. Langer // Advanced Materials. – 2006. – V. 18. – I. 11. – P. 1345-1360. DOI: 10.1002/ADMA.200501612.
5. Serpe, M.J. Physical organic chemistry of supramolecular polymers / M.J. Serpe, S.L. Craig // Langmuir. – 2007. – V. 23. – I. 4. – P. 1626-1634. DOI: 10.1021/la0621416.
6. Maity, G.C. Low molecular mass gelators of organic liquids / G.C. Maity // Journal of Physical Science. – 2007. – V. 11. – P. 156-171.
7. Loos, M. Design and application of self-assembled low molecular weight hydrogels / M. Loos, B.L. Feringa, J.H. Esch // Europian Journal of Organic Chemistry. – 2005. – V. 2005. – I. 17. – P. 3615-3631. DOI: 10.1002/ejoc.200590034.
8. Пахомов, П.М. Изучение процесса гелеобразования в водных растворах цистеина и нитрата серебра / П.М. Пахомов, М.М. Овчинников, С.Д. Хижняк и др. // Коллоидный журнал. – 2004. – Т. 66. – №. 1. – C. 73-79.
9. Пахомов, П.М. Супрамолекулярный гидрогель медицинского назначения на основе L–цистеина и ионов серебра / П.М. Пахомов, М.М. Овчинников, С.Д Хижняк и др. // Высокомолекулярные соединения А. – 2011. – Т. 53. – №. 9. – С. 1574-1581.
10. Баранова, О.А. Гидрогели медицинского назначения на основе биоактивных веществ. Их синтез, свойства и возможности применения при получении бактерицидных материалов / О.А. Баранова, Н.И. Кузьмин, Т.И. Самсонова и др. // Химические волокна. – 2011. – № 1. – С. 74-86.
11. Khizhnyak, S.D. Mechanism of gelation in low-concentration aqueous solutions of silver nitrate with L-cysteine and its derivatives / S.D. Khizhnyak, P.V. Komarov, M.M. Ovchinnikov, L.V. Zherenkova, P.M. Pakhomov // Soft Matter. – 2017. – V. 13. – I. 30. – P. 5168-5184. DOI: 10.1039/c7sm00772h.
12. Малышев, М.Д. Молекулярно-динамическое моделирование процесса созревания цистеин-серебряного раствора / М.Д. Малышев, П.О. Бабуркин, А.Н. Адамян и др. // Журнал cтруктурной химии. – 2019. – Т. 60. – №. 8. – С. 1396-1403. DOI: 10.26902/JSC_id44204.
13. Малышев, М.Д. К вопросу о базовых принципах построения мезоскопической модели цистеин-серебряного раствора / М.Д. Малышев, П.О. Бабуркин, Л.В. Жеренкова и др. // Вестник ТвГУ. Серия «Химия». – 2020. – № 1 (39). – С. 7-17. DOI: 10.26456/vtchem2020.1.1.
14. LAMMPS molecular dynamics simulator. – Режим доступа: www.url: https://lammps.sandia.gov. – 21.08.2020.
15. Grønbech-Jensen, N. Constant pressure and temperature discrete-time Langevin molecular dynamics / N. Grønbech-Jensen, O. Farago // The Journal of Chemical Physics. – 2014. – V. 141. – I. 19. – P. 194108-1-194108-12. DOI: 10.1063/1.4901303.