Компьютерное моделирование амфифильных микрогелей с гидрофобными боковыми группами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом диссипативной динамики частиц изучены набухание и коллапс одиночных микрогелей с длинными гидрофобными боковыми цепями в водном растворе и на границе твердой подложки с водой. Показано, что увеличение доли гидрофобной компоненты в составе полимерной сетки понижает ее степень набухания, уменьшает скорость диффузии растворителя из ее объема при коллапсе, а также увеличивает степень ее деформации на подложке. В то же время обнаружено, что композиция амфифильных групп играет важную роль. А именно, микрогели с малой долей длинных боковых цепей набухают сильнее в растворе и меньше деформируются на подложке, чем микрогели с большой долей более коротких цепей. Наконец, установлено, что коллапс амфифильных сеток на подложке сопровождается немонотонным изменением продольного и поперечного размеров. Полученные результаты могут быть полезны при разработке контейнеров для адресной доставки лекарств или создания антибактериальных полимерных покрытий на основе сетчатых частиц сложного химического состава.

Об авторах

Р. А. Гумеров

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет

119991 Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

Н. В. Бушуев

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет

119991 Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

М. В. Анахов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет

119991 Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

И. И. Потемкин

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет

Email: igor@polly.phys.msu.ru
119991 Москва, Ленинские горы, 1 стр. 2

Список литературы

  1. Pelton R.H., Chibante P. //Colloids and Surfaces. 1986. V. 20. № 3. P. 247.
  2. Karg M., Pich A., Hellweg T., Hoare T., Lyon L.A., Crassous J.J., Suzuki D., Gumerov R.A., Schneider S., Potemkin I.I., Richtering W. // Langmuir. 2019. V. 35. № 19. P. 6231.
  3. Anakhov M. V., Gumerov R.A., Potemkin I.I. // Mendeleev Commun. 2020. V. 30. № 5. P. 555.
  4. Sheiko S.S., Buzin A.I., Muzafarov A.M., Rebrov E.A., Getmanova E.V. // Langmuir. 1998. V. 14. № 26. P. 7468.
  5. Tereshchenko A.S., Getmanova E. V., Buzin A.I., Ignat’eva G.M., Tatarinova E.A., Bystrova A.V., Myakushev V.D., Muzafarov A.M. // Russ. Chem. Bull. 2007. V. 56. № 11. P. 2200.
  6. Novozhilova N.A., Malakhova Y.N., Buzin M.I., Buzin A.I., Tatarinova E.A., Vasilenko N.G., Muzafarov A.M. // Russ. Chem. Bull. 2013. V. 62. № 11. P. 2514.
  7. Fernandez-Rodriguez M.A., Martín-Molina A., Maldonado-Valderrama J. // Adv Colloid Interface Sci. 2021. V. 288. P. 102350.
  8. Smeets N.M.B., Hoare T. // J. Polym. Sci., Polym Chem. 2013. V. 51. № 14. P. 3027.
  9. Keskin D., Zu G., Forson A.M., Tromp L., Sjollema J., van Rijn P. // Bioact. Mater. 2021. V. 6. № 10. P. 3634.
  10. Plamper F.A., Richtering W. // Acc. Chem. Res. 2017. V. 50. № 2. P. 131.
  11. Biglione C., Neumann-Tran T.M.P., Kanwal S., Klinger D. // J. Polym. Sci. 2021. V. 59. № 22. P. 2665.
  12. Wu Q., Lv C., Zhang Z., Li Y., Nie J., Xu J., Du B. // Langmuir. 2018. V. 34. № 31. P. 9203.
  13. Gruber A., Işık D., Fontanezi B.B., Böttcher C., Schäfer-Korting M., Klinger D. // Polym. Chem. 2018. V. 9. № 47. P. 5572.
  14. Zu G., Steinmüller M., Keskin D., van der Mei H.C., Mergel O., van Rijn P. // ACS Appl. Polym. Mater. 2020. V. 2. № 12. P. 5779.
  15. Belthle T., Demco D.E., Pich A. // Macromolecules. 2022. V. 55. № 3. P. 844.
  16. Sorokina A.S., Gumerov R.A., Noguchi H., Potemkin I.I. // Macromol. Rapid Commun. 2024. V. 45. № 21. P. 1.
  17. Gumerov R.A., Gau E., Xu W., Melle A., Filippov S.A., Sorokina A.S., Wolter N.A., Pich A., Potemkin I.I. // J. Colloid Interface Sci. 2020. V. 564. P. 344.
  18. Song X., Wang S., Duan X., Liu H., Chen S., Long T., Xu X., Tang J., Li T., Zhao S., Liu H. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 605. P. 154639.
  19. Gumerov R.A., Filippov S.A., Richtering W., Pich A., Potemkin I.I. // Soft Matter. 2019. V. 15. № 19. P. 3978.
  20. Hoogerbrugge P.J., Koelman J.M.V.A. // Europhys. Lett. 1992. V. 19. № 3. P. 155.
  21. Groot R.D., Warren P.B. // J. Chem. Phys. 1997. V. 107. № 11. P. 4423.
  22. Gama Goicochea A., Romero-Bastida M., López-Rendón R. // Mol. Phys. 2007. V. 105. № 17–18. P. 2375.
  23. Hansen C. M. // Hansen Solubility Parameters. Boca Raton: CRC Press, 2007.
  24. Ahmad H. // J. Macromol. Sci., Chem. 1982. V. 17. № 4. P. 585.
  25. Bordes C., Fréville V., Ruffin E., Marote P., Gauvrit J.Y., Briançon S., Lantéri P. // Int. J. Pharm. 2010. V. 383. № 1–2. P. 236.
  26. Thompson A.P., Aktulga H.M., Berger R., Bolintineanu D.S., Brown W.M., Crozier P.S., in ’t Veld P.J., Kohlmeyer A., Moore S.G., Nguyen T.D., Shan R., Stevens M.J., Tranchida J., Trott C., Plimpton S.J. // Comput. Phys. Commun. 2022. V. 271. P. 108171.
  27. Del Monte G., Truzzolillo D., Camerin F., Ninarello A., Chauveau E., Tavagnacco L., Gnan N., Rovigatti L., Sennato S., Zaccarelli E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2021. V. 118. № 37. P. 1.
  28. Guskova O.A., Seidel C. // Macromolecules. 2011. V. 44. № 3. P. 671.
  29. Debord J.D., Lyon L.A. // Langmuir. 2003. V. 19. № 18. P. 7662.
  30. Gumerov R.A., Potemkin I.I. // Colloid. Polym. Sci. 2021. V. 299. № 3. P. 407.
  31. Rumyantsev A.M., Gumerov R.A., Potemkin I.I. // Soft Matter. 2016. V. 12. № 32. P. 6799.
  32. Camerin F., Gnan N., Rovigatti L., Zaccarelli E. // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 1.
  33. Schmidt M., Nerger D., Burchard W. // Polymer (Guildf). 1979. V. 20. № 5. P. 582.
  34. Pich A., Tessier A., Boyko V., Lu Y., Adler H.P. //Macromolecules. 2006. V. 39. № 22. P. 7701.
  35. Keidel R., Ghavami A., Lugo D.M., Lotze G., Virtanen O., Beumers P., Pedersen J.S., Bardow A., Winkler R.G., Richtering W. // Sci. Adv. 2018. V. 4. № 4. P. eaao7086.
  36. Yuan J., Tanaka H. // Macromolecules. 2024. V. 57. № 22. P. 10861.
  37. Noguchi H., Yoshikawa K. // J. Chem. Phys. 1998. V. 109. № 12. P. 5070.
  38. Bushuev N. V., Gumerov R.A., Bochenek S., Pich A., Richtering W., Potemkin I.I. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. V. 12. № 17. P. 19903.
  39. Voevodin V. V., Antonov A.S., Nikitenko D.A., Shvets P.A., Sobolev S.I., Sidorov I.Y., Stefanov K.S., Voevodin V. V., Zhumatiy S.A. // Supercomput. Front InnoV. 2019. V. 6. № 2. P. 4.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025