|
PresentationsFormation of Anisometric Phase SeedsКафедра биофизики биологического ф-та МГУ имени М.В.Ломоносова. Москва, Ленинские горы, 1/24. 1Институт Химической Физики имени Н.Н.Семенова. Москва, Косыгина 4. Решётка гелей, образующихся в разбавленных растворах низкомолекулярных веществ, формируется изолированными анизометричными элементами, так как формирование классического перколяционного кластера невозможно из-за низкой концентрации гелатора. Примером этого явления является образование супрамолекуляных струн в растворах N-трифторацетилированных аминоспиртов (ТФААС [1]). Также известно, что в растворах гелеобразующих ТФААС с концентрациями ниже порога гелеобразования, наблюдается дисперсная фаза, отсутствующая в растворах ТФААС, не образующих гели. Это позволяет рассматривать частицы дисперсной фазы в качестве зародышей, на которых начинается рост струн, и определяет интерес к их структуре. В нашей работе было проведено моделирование процесса агрегации молекул ТФААС в неполярном растворителе методом молекулярной динамики. Было показано, что время диффузии молекул в агрегатах существенно меньше времени их вращательной корреляции, что позволяет отождествить наблюдаемые агрегаты с жидкими каплями. Каждая капля обладает ядром, на 60% состоящим из молекул ТФААС. Поверхностный слой капель обладает дробной размерностью ~ 1.5, что топологически соответствует пучку расходящихся в стороны ветвящихся лучей. Такая топология наблюдается и для агрегатов струн [2]. Показано, что основной вклад в энергию взаимодействия молекул ТФААС в каплях вносят дисперсионные силы (14 кДж/моль), в то время как электростатическая энергия составляет 4.2 кДж/моль. Рассмотрим зависимости энергии взаимодействия от взаимной ориентации молекул в паре. Для хиральных молекул ТФААС наблюдается зависимость дисперсионной (а значит и полной) энергии взаимодействия от угла между дипольными моментами, максимум энергии соответствует антиколлинеарной ориентации диполей. Эффект не наблюдается для ахирального ТФААС. Полная энергия, имеет также два минимума в зависимости от взаимной ориентации векторов, определяющих ориентацию хирального центра: в коллинеарном и антитколлинеарном случае. Таким образом, существует два энергетически выгодных варианта образования пар молекул. При коллинеарной ориентации векторов нормали, молекулы слипаются в стопки, в которых хиральные центры ориентированы единообразно. Такие стопки могут расти за счет присоединения к ним новых молекул, что можно рассматривать как прообраз анизорметрической агрегации. Напротив, при антиколлинеарной ориентации векторов нормали, дальнейший анизометрический рост агрегата оказывается невозможным, что можно рассматривать как модель образования изометрического осадка [3]. Литература 1. Kostyanovsky R.G. et. al. // Mendeleev Commun. 15(4): 140 – 141. 2005. 2. Злнко Д.В., Стовбун С.В. // Хим. Физика. Том 34(7): 79 – 92. 2015. 3. Злнко Д.В., Стовбун С.В. // Хим. Физика. В печати.
|
