Компьютерное моделирование разбавленных растворов полиамфолитов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Балашова, Ольга Андреевна

• Балашова, Ольга Андреевна
• кандидат химических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат химических наук Балашова, Ольга Андреевна

Введение

Глава 1. Объекты и методы исследования.

1.1. Свойства полиамфолитов.

1.1.1. Гидродинамические свойства и молекулярные характеристики полиамфолитов в растворах.

1.1.2. Комплексообразование полиамфолитов с ионами металлов

1.1.3. Сольватационные свойства полиамфолитов.

1.2. Методы компьютерного моделирования полимерных систем

1.2.1. Метод молекулярной динамики

1.2.2. Статистические ансамбли.

1.2.3. Контроль температуры и давления

1.2.4. Метод броуновской динамики.

1.2.5. Метод столкновительной динамики

1.3. Применение компьютерного моделирования для изучения полиамфолитов.

Глава 2. Модель системы и постановка вычислительных экспериментов.

2.1. Модель системы.

2.2. Метод моделирования.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

3.1. Моделирование одиночной полиамфолитной цепи.

3.1.1. Определение 0-точки для гомополимерной цепи.

3.1.2. Зависимость размеров полиамфолитной цепи от длины одноименно заряженного блока.

3.1.3. Температурные зависимости среднеквадратичного радиуса инерции для полиамфолита.

3.2. Моделирование разбавленных растворов диблочных полиамфолитов в присутствии многозарядных ионов

3.3. Моделирование разбавленных растворов мультиблочных полиамфолитов в присутствии многозарядных ионов

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Компьютерное моделирование разбавленных растворов полиамфолитов»

В последнее время интенсивно развиваются исследования полимерных систем с заряженными цепями, что связано с применением таких полимеров в различных областях техники. При этом строгая теория, объясняющая поведение этих систем развита недостаточно. Построение теории конформационных свойств заряженных полимеров сталкивается со значительными трудностями, как при аналитическом подходе, так и при машинном моделировании, поскольку электростатические взаимодействия оказывают сильное, часто доминирующее влияние на структурные свойства таких макромолекул. К подобным системам относятся полиэлектролиты и полиамфолиты.

Полимерные амфолиты - уникальные высокомолекулярные соединения, являющиеся простыми моделями многих биополимеров. Однако в отличие от синтетических аналогов, биополимеры обладают специфическим строением, функциями и свойствами, которые в полной мере проявляются лишь в живом организме. Тем не менее, ряд свойств природных полимеров удается моделировать при рассмотрении синтетических амфо-терных макромолекул.

Полиамфолиты играют важную роль в природе, а также представляют большой интерес с научной и практической точек зрения. Они используются в технике как флокулянты для очистки сточных вод, извлечения металлов, для снижения гидродинамического сопротивления, в качестве структурообразователей почв и др. В медицине и биологии широко применяются как плазмозаменители, для стабилизации и очистки некоторых ферментов, в качестве пролонгаторов действия лекарственных веществ.

Исследования структуры полиамфолитов с помощью экспериментальных методов и методов компьютерного моделирования проводятся в течение нескольких десятков лет, но, несмотря на это, целый ряд вопросов остается открытым. Основными проблемами при теоретическом изучении и компьютерном моделировании полиамфолитов являются наличие даль-нодействующих электростатических сил и присутствие полимерной компоненты. Преодоление этих трудностей часто является весьма сложной задачей в рамках одного отдельно взятого теоретического подхода.

Методы компьютерного моделирования позволяют изучать сложные системы с самыми разнообразными взаимодействиями, которые оказываются недоступными в теоретических подходах. Из всех известных методов моделирования наиболее распространенным является метод молекулярной динамики, т.к. кроме статической информации о системе позволяет изучать ее динамику в реальном времени. С помощью этого метода моделируется динамическое поведение систем многих частиц, и наблюдаются их качественные свойства. В основе метода лежат уравнения классической механики Ньютона для системы взаимодействующих частиц, при этом расчет свойств исследуемой системы проводится в статистическом ансамбле МУЕ (постоянное число частиц, объем системы и общая энергия). Для расчетов при постоянной температуре и давлении приходится использовать различные искусственные методы - 'термостаты' и 'баростаты', использование которых в молекулярной динамике позволяет поддерживать температуру и давление с заданной точностью, но при этом возникают другие проблемы, в частности при использовании термостатов происходит перекачка энергии от внутренних степеней свободы на крупномасштабные - поступательное и вращательное движение молекул. Поэтому эти термостаты не обеспечивают равномерное распределение энергии по внутренним степеням свободы. Для исключения этих недостатков в работе использовался метод броуновской динамики, в котором поддержание постоянной температуры осуществляется за счет добавления стохастического шума и вязкого трения. Замена реального растворителя эффективным коэффициентом трения увеличивает время наблюдения за системой на несколько порядков, сохраняя при этом максимум преимуществ молекулярной динамики.

Целью диссертационной работы является компьютерное моделирование разбавленных растворов полиамфолитов и исследование изменений, происходящих в поведении этих полимеров при варьировании различных параметров.

Для достижения этой цели требовалось решить следующие основные задачи:

- провести серию компьютерных экспериментов с растворами полиамфолитов при разных условиях;

- рассчитать различные равновесные и динамические физические характеристики макромолекул полиамфолитов (средние размеры цепей, асимметрию формы полимерных клубков, бинарные корреляционные функции);

- проанализировать взаимосвязь между структурой полиамфолитных молекул и всеми рассчитанными характеристиками;

- сопоставить результаты расчетов с имеющимися экспериментальными данными.

Научная новизна.

Впервые методом стохастической динамики исследованы свойства растворов полиамфолитов в условиях термодинамически плохого растворителя; проведена серия вычислительных экспериментов при разных температурах и валентностях ионов фонового электролита.

Показано, что с увеличением длины одноименно заряженного блока цепь полиамфолита претерпевает переход из рыхлого клубкообразного в плотное глобулярное состояние. Обнаружено, что температурная зависимость размеров цепи при определенных значениях длин блоков имеет линейный вид в широком интервале температур.

Исследованы растворы диблочных полиамфолитов в зависимости от асимметрии распределения зарядов, а также от валентности ионов фонового электролита.

Практическая значимость работы.

Результаты исследования конформационных свойств макромолекул полиамфолитов при различных параметрах среды, таких как качество растворителя, длина Бьеррума и заряд ионов соли являются фундаментальными и помогают понять природу различных процессов, происходящих в молекулярных системах с заряженными мономерными звеньями. Поскольку методы компьютерного моделирования являются прогнозирующими, то результаты работы также могут быть использованы при постановке и интерпретации соответствующих физико-химических экспериментов.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на 12 конференциях (студентов и аспирантов Учебно-научного центра по химии и физике полимеров и тонких органических пленок (Пущино, Тверь, Солнечногорск, Россия, 2002-2004), на XIII Российской студенческой научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург, Россия, 2003), III и IV Всероссийских Каргинских конференциях «Полимеры-2004» и «Наука о полимерах 21-му веку» (Москва, Россия, 2004, 2007), на X-XIII Всероссийских конференциях «Структура и динамика молекулярных систем» (Яльчик, Россия, 2003-2006), на I, II конференциях молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, Россия, 2005-2006)), 3 симпозиумах (на XII симпозиуме по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Пущино, Россия,

2004), на международном симпозиуме International Workshop on Dynamics of Complex Fluids (Kyoto, Japan, 2004), на 5th International Symposium "Molecular Mobility and Order in Polymer Systems" (Sankt-Peterburg, Russia,

2005)), малом полимерном конгрессе (Москва, Россия, 2005).

Публикации.

Результаты исследований опубликованы в одной статье центрального российского журнала, в десяти статьях в сборниках, а также в тезисах 4 всероссийских и международных конференций.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 05-03-32952 и 07-03-00385).

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитированной литературы. Она содержит 112 страниц текста, включая 28 рисунков.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Балашова, Ольга Андреевна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. С помощью компьютерного моделирования методом стохастической динамики изучены конформационные свойства макромолекул полиамфо-лита при различных параметрах системы. а) Установлено, что размер полиамфолитной цепи уменьшается с ростом длины одноименно заряженного блока. б) Обнаружено, что температурная зависимость размеров цепи при определенных значениях длин блоков имеет линейный вид в широком интервале температур в отличие от незаряженных полимерных систем, для которых характерен 51 - образный характер зависимости.

2. Методом стохастической динамики исследовано поведение молекул диблочных регулярных симметричных и несимметричных полиамфолитов в зависимости от валентности ионов соли. а) Обнаружено, что с увеличением асимметрии распределения зарядов в диблочном полиамфолите средний размер цепи возрастает. б) Показано, что при переходе от симметрично к несимметрично заряженному полимеру возрастает конденсация ионов соли со знаком противоположным знаку общего заряда полиамфолита.

3. Исследованы свойства разбавленных растворов регулярных муль-тиблочных полиамфолитов методом стохастической динамики в зависимости от температуры и заряда ионов фонового электролита. а) Обнаружено, что наибольшее значение размеров цепи наблюдалось при добавлении фонового электролита типа (+4 -2). б) Установлено, что заметная конденсация ионов соли на поверхности происходит только в случае многозарядных систем типа (+4 -4). в) Показано, что максимальное проникновение ионов соли в область, занимаемую макромолекулой, наблюдается при добавлении фонового электролита типа (+2 -2).

Автор выражает свою искреннюю признательность и глубокую благодарность руководителю диссертационной работы Павлу Геннадьевичу Хала-туру за чётко поставленные научные задачи, постоянное внимание и помощь при выполнении работы, Александру Сергеевичу Павлову за помощь, советы и замечания на различных этапах работы, а также за плодотворное участие в обсуждении результатов расчётов, и всему коллективу преподавателей и сотрудников кафедры физической химии за поддержку и помощь в работе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Балашова, Ольга Андреевна, 2007 год

1. de Gennes P. Scaling Concepts in Polymer Physics. Ithaca, Cornell University Press. 1979.

2. Джумадилов Т.К., Бакауова 3.X., Бектуров E.A. Свойства растворов полиамфолитов // Труды института химических наук АН Каз ССР 1979. Т. 49. No 11. С. 100-116.

3. Alfrey Т., Fuoss R.M., Morawetz Н., Pinner Н. Amphoteric Polyelectro-lytes. II. Copolymers of Methacrylic Acid and Diethylaminoethyl Methacry-late // J. Am. Chem. Soc. 1952. V. 74. No 2. P. 438-441.

4. Mitra R.P., Atreyi M., Gupta R.C. Zwitterion formation in copolymers of methacrylic acid and 2-vinylpyridine // J. Electroanal. Chem. 1968. V. 17. No 1-2. P. 227-232.

5. Higgs P.G., Joanny J.F. Theory of polyampholyte solutions. // J. Chem. Phys. 1991. V. 94. No 2. P. 1543-1554.

6. Сигитов В.Б., Кудайбергенов C.E., Бектуров E.A. Физико-химические, комплекообразующие и каталитические свойства полиамфолитов // Из книги: Химия и физическая химия мономеров и полимеров. Алма-Ата: «Наука». 1987. с. 111-135.

7. Katchalsky A., Miller J.R. Polyampholytes // J. Polym. Sci. 1954. V. 13. No 68. P. 57-68.

8. Harris F.E., Rice S.A. A Chain Model for Polyelectrolytes. I // J. Phys. Chem. 1954. V. 58. No 9. P. 725-732.

9. Rice S.A., Harris F.E. Chain Model for Polyelectrolytes. III. Equimolar Polyampholytes of Regularly Alternating Structure // J. Chem. Phys. 1956. V. 24. No 2. P. 326-335.

10. Mitra R.P., Atreyi M., Gupta R.C. Titrimetric evidence fro zwitterion formation in copolymers of methacrylic acid and diethylaminoethyl-methacrylate // J. Electroanal. Chem. 1967. V. 15. No 4. P. 399-404.

11. Кудайбергенов С.Е., Шаяхметов Ш.Ш., Бектуров Е.А. Гидродинамические свойства полиамфолитов на основе 1,2,5-триметил-4-винилэтинилпиперидола-4 и акриловой кислоты // Высокомолек. соед. Сер. Б. 1980. Т. 22. No 2. С. 91-95.

12. Hatch M.J., Dillon J.A. and Smith H.B. Preparation and Use of Snake-Cage Polyelectrolytes // Industr. and Engineer. Chem. 1957. V. 49. No. 11. P. 1812-1819.

13. Лебедев B.C., Гавурина P.K. Потенциометрическое титрование сополимеров малеиновой и фумаровой кислот с 2-метил-5-винилпиридином // Высокомолек. соед. Сер. А. 1964. Т. 6. No 8. С. 1353-1358.

14. Кудайбергенов С.Е., Шаяхметов Ш.Ш., Бектуров Е.А., С.Р. Рафиков О гидродинамических свойствах амфотерных сополимеров // Докл. АН СССР. 1979. Т. 246. No 1. С. 141-143.

15. Цветков В.Н., Любина С.Я., Бычкова В.Е., Стрелина И.А. Двойное лучепреломление и вязкость растворов производных поли-2-метил-5-винилпиридина // Высокомолек. соед. Сер. А. 1966. Т. 8. No 5. С. 846854.

16. Любина СЛ., Стрелина И.А., Согомонянц Ж.С. Двойное лучепреломление в потоке водных растворов сополимеров метакриловой кислоты и 2-метил-5-винилпиридина // Высокомолек. соед. Сер. А. 1970. Т. 12. No 7. С. 1560-1565.

17. Edwards S.F., King P.R., Pincus P. Phase changes in polyampholytes // Ferroelectrics 1980. V. 30. P. 3-6.

18. Смирнов A.B., Лейкин Ю.А., Даванков А.Б., Ратайчак В., Коршак В.В. Синтез и исследование полиамфолитов с сильнокислотными и сильноосновными группами // Высокомолек. соед. Сер. А. 1968. Т. 10. No 8. С. 1937-1945.

19. Mazur J., Silberberg A., Katchalsky A. Potentiometric behavior of polyampholytes// J. Polym. Sci. 1959. V. 35. No 128. P. 43-70.

20. Rosenheck К., Katchalsky A. Polyampholytes with p-amino acid side chains//J. Polym. Sci. 1958. V. 32. No 125. P. 511-514.

21. Ehrlich G. Infrared Studies on Solutions of Polymeric Electrolytes. I. Synthetic Polyacids and Polyampholytes // J. Am. Chem. Soc. 1954. V. 76. No 21. P. 5263-5268.

22. Бектуров E.A., Кудайбергенов C.E., Хамзамулина Р.Э. Катионные полимеры. Алма-Ата: «Наука». 1986.

23. Полянский Н.Г., Горбунов Г.В., Полянская H.JI. Методы исследования ионитов. М.: Химия. 1976.208 с.

24. Ширванянц Д.Г., Халатур П.Г. Компьютерное моделирование полимеров: Учебное пособие. Тверь: Твер. гос. ун-т. 156 с.

25. Metropolis N., Rosenbluth A.W., Rosenbluth M.N., Teller A.H., Teller E. Equation of state calculations by fast computing machines // J. Chem. Phys. 1953. V. 21. No 6. P. 1087-1092.

26. Alder B.J., Wainwright Т.Е. Velocity Autocorrelations for Hard Spheres // Phys. Rev. Let. 1967. V. 18. No. 23. P. 988-990.

27. Лагарьков A.H., Сергеев B.M. Метод молекулярной динамики в статистической физике // Успехи физических наук. 1978. Т. 125. Вып. 3. С. 409-448.

28. Verlet L. Computer "experiments" on classical fluids. I. Thermodynami-cal properties of Lennard-Jones molecules // Phys. Rev. 1967. V. 159. No 1. P. 98-103.

29. Hockney R.W. The potential calculation and some applications // Methods Comput. Phys. 1970. V. 9. P. 136-211.

30. Рабинович A.Jl. Свойства ненасыщенных липидных мембранных систем и их компонентов: компьютерное моделирование. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук. Петрозаводск, 2005. 390 с.

31. Pastor R.W., Feller S.E. Time Scales of Lipid Dynamics and Molecular Dynamics. // In: Biological Membranes: A Molecular Perspective from Computation and Experiment. Eds.: K.M. Merz and B. Roux. Boston, Birk-hauser. 1996. P. 3-29.

32. Feller S.E., Pastor R.W. The Length Scales of Lipid Dynamics and Molecular Dynamics. // In: Proceedings of the 1997 Pacific Symposium in Biocomputing. Eds.: Altman R.B., Dunker A.K., Hunter L., Klein Т.Е. Singapore, World Scientific. 1997. P. 142-150.

33. Blume A. Dynamic Properties. // In: Phospholipids Handbook. Ed. G. Cevc. New York, Marcel Dekker. 1993. P. 455-509.

34. Egberts E., Marrink S.J., Berendsen H.J.C. Molecular Dynamics Simulation of a Phospholipid Membrane. // Eur. Biophys. J. 1994. V. 22. No 6. P. 423-426.

35. Ahlstrom P., Berendsen H.J.C. A Molecular Dynamics Study of Lecithin Monolayers.//J. Phys. Chem. 1993. V. 97.No. 51. P. 13691-13702.

36. Tieleman D.P., Marrink S.J. Berendsen H.J.C. A Computer Perspective of Membranes Molecular Dynamics Studies of Lipid Bilayer Systems. // Bio-chim. Biophys. Acta. 1997. V. 1331. P. 235-270.

37. Корнилов B.B. Моделирование динамики монослоев полиненасыщенных липидов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. Пущино, 2004. 159 с.

38. Egberts Е., Berendsen H.J.C. Molecular Dynamics Simulation of a Smetic Liquid Crystal with atomic Detail. // J. Chem. Phys. 1988. V. 89. No 6. P. 3718-3732.

39. Huang P., Perez J.J., Loew G.H. Molecular-Dynamics Simulations of Phospholipid Bilayers. I I J. Biomolecular Structure & Dynamics 1994. V. 11. P. 927-956.

40. Shinoda W., Fukada Т., Okazaki S., Okada I. Molecular Dynamics Simulation of the Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) Lipid Bilayer in the Fluid Phase using the Nose-Parrinello-Rahman NPT ensemble. // Chem. Phys. Lett. 1995. V. 232. No 3. P. 308-322.

41. Tu K., Tobias D.J., Klein M.L. Constant Pressure and Temperature Molecular Dynamics Simulation of a fully Hydrated Liquid Crystalline Phase Dipalmitoylphosphatidylcholine Bilayer. // Biophys. J. 1995. V. 69. No 6. P. 2558-2562.

42. Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Oxford, Clarendon press. 1987. p. 385.

43. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., van Gunsteren W.F., DiNola A., Haak J.R. Molecular Dynamics with coupling to an external Bath. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. No 8. P. 3684-3689.

44. Lemak A.S., Balabaev N.K. A Comparison between Collisional Dynamics and Brownian Dynamics. // Molecular Simulation 1995. V. 15. P. 223231.

45. Ermak D.L. and McCammon J.A. Brownian Dynamics with Hydrody-namic Interactions // J. Chem. Phys. 1978. V. 69. No 4. P. 1352-1360.

46. Соловьев M.E., Соловьев M.M. Компьютерная химия. М.: COJIOH-Пресс. 2005. 536 с.

47. Rapaport D.C. The Art of Molecular Dynamics Simulation. New York: Cambrige University Press. 1995. 400 pp.

48. Kriksin Yu.A., Khalatur P.G., Khokhlov A.R. Reconstruction of ProteinLike Globular Structure for Random and Designed Copolymers // Macromol. Theory Simul. 2002. V. 11. No 2. P. 213-221.

49. Ermak D.L. A computer simulation of charged particles in solution. 1. Technique and equilibrium properties // J. Chem. Phys. 1975. V. 62. No 10. P. 4189-4196.

50. Ermak D.L., Buckholtz H. Numerical integration of the Langevin equation: Monte Carlo simulation // J. Comput. Phys. 1980. V. 35. No 2. P. 169182.

51. Morf R., Stoll E. Numerical methods for the calculation of molecular dynamics. // In: International series of Numerical Mathematics (eds J. Deschoux and J. Marti). 1977. V. 37. P. 139-152.

52. Schneider Т., Stoll E. Molecular dynamics study of a three-dimensional one-component model for distontive phase transitions. // Phys. Rev. B. 1978. V. 17. No 3. P. 1302-1322.

53. Turq P., Lantelme F, Fridman H.L. Brownian dynamics: its application to ionic solutions // J. Chem. Phys. 1977. V. 66. No 7. P. 3039-3044.

54. Adelman S.A. Generalized Langevin Theory for many-body problems in chemical dynamics: general formulation and the equivalent harmonic chain representation // J. Chem. Phys. 1979. V. 71. No 11. P. 4471-4486.

55. Andersen H.C. Molecular Dynamics Simulations at constant Pressure and/or Temperature // J. Chem. Phys. 1980. V. 72. No 4. P. 2384-2393.

56. Балабаев H.K., Лемак A.C. Молекулярная динамика линейного полимера в гидродинамическом потоке // Журнал физической химии. 1995. Т. 69. No 1.С. 28-32.

57. Lemak A.S., Balabaev N.K. The effect of a solid wall on polymer chain behavior under shear flow // J. Chem. Phys. 1998. V. 108. No 2. P. 797-806.

58. Lemak A.S., Balabaev N.K. Molecular Dynamics Simulation of a Polymer Chain in Solution by Collisional Dynamics Method // J. Of Computational Chemistry. 1996. V. 17. No. 15. P. 1685-1695.

59. Lemak A.S. Collisional Dynamics for Molecules with Constraints. Push-chino. 1992. p. 23.

60. Doi M., Edwards S.F. The Theory of Polymer Dynamics. Oxford, Oxford University Press. 1986.

61. Kantor Y., Kardar M. Polymers with random self-interactions. // Euro-phys. Lett. 1991. V. 14. P. 421-426.

62. Kantor Y., Li H., Kardar M. Conformations of polyampholytes. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 69. No 1. P. 61-64.

63. Kantor Y., Kardar M. Excess charge in polyampholytes. // Europhys. Lett. 1994. V. 27. No 9. P. 643-648.

64. Gutin A.M., Shakhnovich E.I. Effect of a net charge on the conformation of polyampholytes. // Phys. Rev. E. 1994. V. 50. No 5. P. R3322-R3325.

65. Angerman H.J., Shakhnovich E. Freezing in polyampholyte globules: Influence of the long-range nature of the interaction. // J. Chem. Phys. 1999. V. 111. No 2. P. 772-785.

66. Dobrynin A.V., Rubinstein M. Flory theory of a polyampholyte chain. // J. Phys. II France. 1995. V. 5. P. 677-695.

67. Bratko D., Chakraborty A.K. A numerical study of polyampholyte configuration. // J. Phys. Chem. 1996. V. 100. No 4. P. 1164-1173.

68. Srivastava D., Muthukumar M. Sequence dependence of conformations of polyampholytes. // Macromolecules 1996. V. 29. No 6. P. 2324-2326.

69. Qian C., Kholodenko A.L. Conformational statistics of random polyelec-trolyte chain in theta region and transition to collapse: qualitative study. // J. Chem. Phys. 1988. V. 89. No 8. P. 5273-5279.

70. Schiessel H., Oshanin G., Blumen A. Dynamics and conformational properties of polyampholytes in external electric fields. // J. Chem. Phys. 1995. V. 103. No 12. P. 5070-5074.

71. Schiessel H., Blumen A. Conformations of freely jointed polyampholytes in external fields // J. Chem. Phys. 1995. V. 104. No 15. P. 6036-6040.

72. Moldakarimov S.B., Kramarenko E.Yu., Khokhlov A.R., Kudaibergenov S.E. Formation of salt bonds in polyampholyte chains. // Macromol. Theory Simul. 2001. V. 10. No 8. P. 780-788.

73. Kudaibergenov S.E. Recent Advances in the Study of Synthetic Poly ampholytes in Solutions // Advances in Polymer Science. 1999. V. 144. P. 115197.

74. Волькенштейн M.B., Конфигурационная статистика полимерных цепей. М Л.: Изд-во АН СССР. 1959. 466 с.

75. Бирштейн Т.М., Птицын О.Б. Конформации макромолекул. М.: Наука. 1964. 392 с.

76. Флори П. Статистическая механика цепных молекул. М.: Мир. 1971. 440 с.

77. Дашевский В. Г. Конформационный анализ макромолекул. М.: Наука. 1987.288 с.

78. Verdier Р.Н., Stockmayer W.H. Monte Carlo Calculations on the Dynamics of Polymers in Dilute Solution// J. Chem. Phys. 1962. V. 36. No 1. P. 227-235.

79. Baumgartner A. Simulations of polymer models // Application of the Monte Carlo Method in Statistical Physics/ (Ed. K. Binder). New York: Springer Verlag. 1984. P. 145.

80. Крон A.K. Метод Монте-Карло для статистических расчетов макромолекул // Высокомолек. соед. Сер. А. 1965. Т. 7. No 7. С. 1228-1234.

81. Khalatur P. G., Shirvanyanz D. G., Starovoitova N.Yu., Khokhlov A. R. Conformational properties and dynamics of molecular bottle-brushes: A cellular-automation-based simulation // Macromol. Theory and Simul. 2000. V. 9. No 3. P. 141-155.

82. Broadwell I.E. Shock structure in a simple discrete velocity gas // Phys. Fluids. 1964. V. 7. No 8. P. 1243-1247.

83. Старовойтова Н.Ю. Компьютерное моделирование линейных и гребнеобразных сополимеров вблизи границы раздела фаз. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ.-мат. наук. Тверь. 2003. 144 с.

84. Warner Н. R., Kinetic Theory and Rheology of Dilute Suspensions of Finitely Extensible Dumbbells // Ind. Eng. Chem. Fundamentals. 1972. No 11. P. 379-387.

85. Armstrong R.C. Kinetic theory and rheology of dilute solutions of flexible macromolecules. I. Steady state behavior// J. Chem. Phys. 1974. V. 60. No 3. P. 724-728.

86. Bird R.B., Armstrong R.C., Hassager O., Curtiss C.F., Dynamics of Polymeric Liquids, Kinetic Theory. New York: Wiley, 1977.

87. Папулов Ю.Г., Халатур П.Г. Конформационные расчеты. Тверь: КГУ. 1980. 88 с.

88. Халатур П.Г., Папулов Ю.Г. Машинный эксперимент в конформаци-онном анализе полимеров. Калинин: КГУ. 1982. 86 с.

89. McQuarrie D. Statistical Mechanics. New York: Harper Collins. 1976.

90. Chandler David. Introduction to Modern Statistical Mechanics. Oxford: University Press. 1987.

91. Heyes D.M. Electrostatic Potentials and Fields in infinite Point Charge Lattices // J. Chem. Phys. 1981. V. 74. No 3. P. 1924-1929.

92. Pollock E.L., Glosli J. Comments on P3M, FMM, and the Ewald method for large periodic Coulombic systems // Comput. Phys. Commun. 1996. V. 95. No 2-3. P. 93-110.

93. Берлин А.А., Балабаев Н.К. Имитация свойств твердых тел и жидкостей методами компьютерного моделирования // Соросовский образовательный журнал. 1997. Т. 24. No 11. С. 85-92.

94. Limbach H.J., Holm С., Kremer К. Structure of polyelectrolytes in poor solvent // Europhys. Lett. 2002. V. 60. No 4. P. 566-572.

95. Shew C.Y., Yethiraj A. The effect of acid-base equilibria on the fractional charge and conformational properties of polyelectrolyte solutions // J. Chem. Phys. 2001. V. 114. No 6. P. 2830-2838.

96. Dobrynin A.V., Rubinstein M., Obukhov S.P. Cascade of Transitions of Polyelectrolytes in Poor Solvent // Macromolecules 1996. V. 29. No 8. P. 2974-2979.

97. Bloomfield V.A. DNA Condensation by Multivalent Cations // Biopolymers / Nucleic Acid Sci. 1998. V. 44. P. 269-282.

98. Tang J.X., Wong S., Tran P., and Janmey P. Counterion Induced Bundle Formation of Rodlike Polyelectrolyte // Ber. Bunsenges Phys. Chem. 1996. V. 100. No 6. P. 796-806.

99. Klos J., Pakula T. Lattice Monte Carlo simulations of three-dimensional charged polymer chains. II. Added salt // J. Chem. Phys. 2004. V. 120. No 5. P. 2502-2506.

100. Sarragu9a J.M.G., Skero M., Pais A.A.C.C., Linse P. Structure of polyelectrolytes in 3:1 salt solutions // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. No 23. P. 12621-12628.

101. Hofmann Т., Winkler R. G., Reineker P. Influence of salt on the structure of polyelectrolyte solutions: An integral equation theory approach // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. No 4. P. 2406-2413.

102. Tanaka M., Grosberg A.Yu., Tanaka T. Molecular dynamics of strongly coupled multichain Coulomb polymers in pure and salt-added Langevin fluids//!. Chem. Phys. 1999. V. 110. No 16. P. 8176-8188.

103. Yamakov V., Milchev A., Limbach H.J., Diinweg B., Everaers R. Conformations of Random Polyampholytes // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. No 20. P. 4305-4308.

104. Alfrey T., Morawetz H., Fitzgerald E.B., Fuoss R.M. Synthetic electrical analog of proteins // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. No 4. P. 1864-1864.

105. Alfrey T., Morawetz H. Amphoteric Polyelectrolytes. I. 2-Vinylpyridine--Methacrylic Acid Copolymers // J. Am. Chem. Soc. 1952. V. 74. No 2. P. 436-438.

106. Dobrynin A.V., Colby R.H., Rubinstein M. Polyampholytes // J. Polym. Sci.: B, Polym. Phys. 2004. V. 42. P. 3513-3538.

107. Everaers R., Johner A., Joanny J.-F. Polyampholytes: From Single Chains to Solutions // Macromolecules 1997. V. 30. No 26. P. 8478-8498.

108. Pietro M., Atttilio S.L. 0-point Universality of Random Polyampholytes with screened Interactions // Phys. Rev. E: B. 1999. V. 59. No 2. P. 18891892.

109. Tanaka M., Grosberg A.Yu., Tanaka T. Molecular Dynamics Simulation of Polyampholytes // Langmuir 1999. V. 15. No 12. P. 4052-4055.

110. Shusharina N.P., Zhulina E.B., Dobrynin A.V., Rubinstein M. Scaling Theory of Diblock Polyampholyte Solutions // Macromolecules 2005. V. 38. No 21. P. 8870-8881.

111. Piculell L., Lindman B. Association and segregation in aqueous polymer/polymer, polymer/surfactant, and surfactant/surfactant mixtures: similarities and differences // Adv. Colloid Interface Sci. 1992. V. 41. P. 149-178.

112. Goloub T., de Keizer A., Cohen Stuart M.A. Association Behavior of Ampholytic Diblock Copolymers // Macromolecules 1999. V. 32. No 25. P. 8441-8446.

113. Gohy J.-F., Creutz S., Garcia M., Mahltig B., Stamm M., Jerome R. Aggregates Formed by Amphoteric Diblock Copolymers in Water // Macromolecules 2000. V. 33. No 17. P. 6378-6387.

114. Castelnovo M., Joanny J.-F. Phase diagram of diblock polyampholyte solutions // Macromolecules 2002. V. 35. No 11. P. 4531-4538.

115. Tanaka Т., Kotaka Т., Ban K., Hattori M., Inagaki H. Conformation of Block Copolymers in Dilute Solution. The Molecular Dimension/Block Architecture Relationships //Macromolecules 1977. V. 10. No 5. P. 960-967.

116. Tanaka Т., Omoto M., Inagaki H. Conformation of Block Copolymers in Dilute Solution. 3. Determination of the Center-to-Center Distance between the Two Blocks by Light Scattering // Macromolecules 1979. V. 12. No 1. P. 146-152.

117. Birshtein T.M., Skovortsov A.M., Sariban A.A. Monte Carlo Studies of Conformational Characteristics of Block Copolymer Chains in Solution // Macromolecules 1976. V. 9. No 6. P. 888-891.

118. Сарибан A.A., Бирштейн T.M., Скворцов A.M. Изучение структуры и свойств трехблочных сополимеров в растворе методом «машинного эксперимента» // Высокомолек. соед. Сер. А. 1977. Т. 19. С. 1728-1735.

119. Baumketner A., Shimizu Н., Isobe М., Hiwatari Y. Helix transition in diblock polyampholyte // J. Phys.: Condens. Matter. 2001. V. 13. No 46. P. 10279-10291.

120. Barrat J-L., Joanny J-F. Theory of polyelectrolyte solutions // Adv. Chem. Phys. 1996. V. 94. P. 1-81.

121. Oosawa F. Poly electrolytes. New York: Marcel Dekker. 1971.

122. Kuhn P.S., Barbosa M.C. Flexible polyelectrolytes with monovalent salt // Physica A. 2005. V. 357. No 1. P. 142-149.

123. Liu S., Ghosh K., Muthukumar M. Polyelectrolyte solutions with added salt: A simulation study // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. No 3. P. 1813-1823.

124. Butler J.C., Angelini Т., Tang J.X., Wong G.C.L. Ion Multivalence and Like-Charge Polyelectrolyte Attraction // Phys. Rev. Let. 2003. V. 92. No 2. P. 028301-1-028301-4.

125. Bloomfield V.A. DNA condensation // Curr. Opin. Struct. Biol. 1996. V. 6. No 3. P. 334-341.

126. Касьяненко H.A., Дьяконова H.E., Фрисман Э.В. Исследование молекулярного механизма взаимодействия ДНК с двухвалентными ионами металлов // Молекулярн. биол. 1989. Т. 23. No 4. С. 975-982.

127. Corpact J.-M., Candau F. Aqueous Solution Properties of Ampholytic Copolymers Prepared in Microemulsions // Macromolecules 1993. V. 26. No 6. P. 1333-1343.

128. Ohlemacher A., Candau F., Munch J.P., Candau S.J. Aqueous Solution Properties of Polyampholytes: Effect of the Net Charge Distribution // J. Po-lym. Phys. 1996. V. 34. No 16. P. 2747-2757.

129. Lund M., Jönsson В. A Mesoscopic Model for Protein-Protein Interactions in Solution // Biophys. J. 2003. V. 85. No 5. P. 2940-2947.

130. Ibragimova G.T., Wade R.C. Importance of Explicit Salt Ions for Protein Stability in Molecular Dynamics Simulation // Biophys. J. 1998. V. 74. No 6. P. 2906-2911.

131. Carlsson F., Linse P., Malmsten M. Monte Carlo Simulations of Polyelec-trolyte-Protein Complexation // J. Phys. Chem. Part B. 2001. V. 105. No 38. P. 9040-9049.

132. Kohn W.D., Kay C.M., Hodges R.S. Salt effects on protein stability: two-stranded alpha-helical coiled-coils containing inter- or intrahelical ion pairs // J. Mol. Biol. 1997. V. 267. No 4. P. 1039-1052.

133. York D.M., Darden T.A., Pedersen L.G., Anderson M.W. Molecular Dynamics Simulation of HIV- 1 Protease in a Crystalline Environment and in Solution // Biochemistry 1993. V. 32. No 6. P. 1443-1453.

134. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ1. Статьи

135. Рябова O.A., Гуськова O.A., Павлов A.C. Компьютерное моделирование фазового перехода клубок-глобула в системах полиамфолитов // Физико химия полимеров. Тверь: Изд-во Твер. гос. ун-т. Вып. 9. 2003. С. 107.

136. Гуськова O.A., Павлов A.C., Рябова O.A. Численное моделирование поведения заряженных макромолекул вблизи перехода клубок-глобула // Сб. науч. тр. «Вестник ТвГУ». Тверь: Изд-во Твер. гос. ун-т. 2003. С. 45.

137. Гуськова O.A., Рябова O.A. Компьютерное моделирование перехода клубок-глобула в полиэлектролитных системах // Сб. науч. тр. «Свойства и веществ и строение молекул». Тверь: Изд-во Твер. гос. ун-т. 2003. С. 77.

138. Рябова O.A., Павлов A.C. Моделирование растворов полиамфолитов // Сб. статей XI Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Казань, Изд-во Марийского государственного технического университета. 2004. С. 56.

139. Балашова O.A., Павлов A.C. Компьютерное моделирование растворов полиамфолитов в присутствии фонового электролита // Сб. науч. тр. «Вестник ТГУ». №8 14. Серия «Химия». Вып. 2. 2005. С. 83.

140. Балашова O.A., Павлов A.C. Влияние фонового электролита на агрегацию растворов полиамфолитов: компьютерное моделирование // Сб. статей XII Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». 4.1. Йошкар-Ола: МарГТУ. 2005. С. 38.

141. Балашова O.A. Изучение влияния валентности ионов соли на растворы полиамфолитов методом стохастической динамики // Сб. науч. тр. «Вестник ТвГУ». №8 25. Серия «Химия». Вып. 3. 2006. С. 63.

142. Балашова O.A., Павлов A.C. Компьютерное моделирование влияния концентрации фонового электролита на свойства макромолекулы полиамфолита // Физико химия полимеров: Синтез, свойства и применение: Сб. науч. тр. Тверь: Твер. гос. ун-т. 2006. С. 108.

143. Балашова O.A., Павлов A.C. Влияние многозарядных ионов на конформацию полиамфолитной цепи // Сб. статей XIII Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Уфа: ИФМК УНЦ РАН. 2006. Ч. 1.С. 69.

144. Балашова O.A., Халатур П.Г., Павлов A.C. Изучение влияния соли на полиамфолитные растворы методом стохастической динамики // Высокомолекуляр. соед. 2007. Сер. А. т. 47. № 3. С. 481.1. Тезисы

145. Гуськова O.A., Рябова O.A. Моделирование заряженных полимерных систем //Тезисы докладов X Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Казань, Изд-во Марийского государственного технического университета. 2003. С. 88.

146. Гуськова O.A., Рябова O.A. Компьютерное моделирование перехода клубок-глобула в полиэлектролитах // Тезисы докладов VI научной конференции студентов и аспирантов. Дубна. 2002. С. 23.

147. Рябова O.A., Павлов A.C. Моделирование растворов полиам-фолитов // Тезисы докладов, докладов и сообщений на XI Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Иошкар-ОлаГ МарГТУ. 2004. С. 225.

148. Guskova О., Ryabova О., Pavlov A., and Zherenkova L. Molecular Dynamics Simulation of Hydrophobic Flexible Polyelectrolytes and Polyam-pholytes // International Workshop on Dynamics of Complex Fluids. Kyoto. 2004.

149. Балашова O.A., Халатур П.Г., Павлов A.C. Растворы полиам-фолитов: вычислительный эксперимент // Тезисы СПб молодежной конференции. 2005. С. 70.

150. Балашова O.A. Влияние соли на конформационную структуру полиамфолитов // Тезисы малого полимерного конгресса. М. 2005. С. 59.

151. Балашова O.A., Халатур П.Г., Павлов A.C. Молекулярно-динамический эксперимент полиамфолитных растворов с добавлением соли // Тезисы докладов СПб конференции молодых ученых «Современные проблемы науки о полимерах». СПб. 2006. С. 54.

152. Балашова O.A., Павлов A.C. Влияние многозарядных ионов на конформацию полиамфолитной цепи // Сб. тезисов докладов и сообщений XIII Всерос. Конф. Уфа: ИФМК УНЦ РАН. 2006. С. 18.