Механическое разворачивание гомополимерной глобулы: теория и моделирование Смолякова Е. Е. Полоцкий А.А. Бирштейн Т.М. СПбГУ, 2012.

Растягивание макромолекул:

Два метода манипулирования: D задано, измеряется f Свободная энергией Гельмгольца F f задано, измеряется D Свободная энергия Гиббса G Глобула - состояние полимерной цепи, в котором флуктуации концентрации звеньев малы: их радиус корреляции значительно меньше размера макромолекулы

Растягивание макромолекулы в D- ансамбле

Постановка задачи Глобула растягивается постоянной внешней силы f. N – количество мономеров в макромолекуле. χ – параметр качества растворителя. (параметр Флори) ТРИ ЭТАПА РЕШЕНИЯ: Моделирование Аналитическая теория среднего поля Флуктуационный подход

Пересчет полученных ранее результатов

Кривые деформации: f- и D- ансамбли

Модель 2. Растянутая цепь 3. «Головастик» k – константа упругости (у нас k = 3/4 ) 1.Слабо деформированная глобула Аппроксимируем глобулу вытянутым эллипсоидом с постоянной плотностью

Свободная энергия как функция состава Два подхода: G=min{Gglobule, Gchain} G=-log Z

Чем больше параметр Флори, тем больше критическая сила раскрытия и тем больше скачок расстояния между концами глобулы в точке перехода. Свободная энергия & Кривые деформации

Точка перехода глобула – «открытая» цепь С ростом N увеличивается и критическая сила перехода, и расстояние между концами макромолекулы в точке перехода.

Учет флуктуаций: среднее расстояние между концами

Учет флуктуаций: среднее число мономеров в «голове»

Заключение Увеличение растягивающей силы приводит к разворачиванию глобулы. В теории среднего поля это скачкообразный переход, без промежуточного состояния «головастика», учет флуктуаций приводит к «размытию» скачка. С увеличением N и/или увеличивается значение критической силы f tr (положение точки перехода) размер скачка в расстоянии между концами в точке перехода увеличивается С увеличением χ и / или N различия между результатами ССП, ТСП и ФТ уменьшаются