Роль исключённого объёма и гидрофобных взаимодействий в конформационном поведении ион-содержащих полимеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.06, кандидат наук Гордиевская Юлия Дмитриевна

• Гордиевская Юлия Дмитриевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Гордиевская Юлия Дмитриевна

Введение

Глава 1. Взаимодействие полиэлектролитного микрогеля со светочувствительным

противоположно заряженным ПАВ

1.1. Литературный обзор

1.2. Теоретическая модель

1.3. Экспериментальная часть

1.4. Конформационное поведение микрогелей в растворе светочувствительных противоположно заряженных молекул ПАВ

1.5. Выводы к первой главе

Глава 2. Взаимодействие гидрофобно модифицированного геля с

поверхностно-активным веществом

2.1. Литературный обзор

2.2. Теоретическая модель

2.3. Результаты

2.4. Выводы ко второй главе

Глава 3. Влияние размера противоиона на конформационное поведение одиночной

полиэлектролитной цепи

3.1. Литературный обзор

3.2. Метод моделирования

3.3. Конформационное поведение гибкой полиэлектролитной цепи, все звенья которой заряжены

3.4. Конформационное поведение гибкой полиэлектролитной цепи с варьируемой долей заряженных звеньев

3.5. Выводы к третьей главе

Глава 4. Макромолекула с полярными группами

4.1. Литературный обзор

4.2. Метод моделирования

4.3. Конформационное поведение гибкой полимерной цепи, все звенья которой являются полярными группами

4.4. Конформационное поведение жёсткой полимерной цепи, все звенья которой являются полярными группами

4.5. Влияние доли и размера полярных групп на конформационное поведение полимерной цепи

4.6. Выводы к четвёртой главе

Выводы

Литература

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Роль исключённого объёма и гидрофобных взаимодействий в конформационном поведении ион-содержащих полимеров»

Актуальность темы исследования

Ион-содержащие полимерные системы вызывают повышенный интерес исследователей ввиду их широкой распространенности и больших возможностей эффективного применения. Примерами служат как биополимеры (ДНК, белки, хитозан) и их модификации, так и синтетические полимеры (полиметакриловая кислота, полиакрилат натрия, полиэтиленимин). Они используются в многочисленных областях - медицине, косметологии, строительстве, агропромышленном комплексе, пищевой и нефтегазовой индустриях, водоочистке. Особое место в данном ряду занимает фармацевтика, так как водорастворимые биосовместимые полимеры могут служить контейнерами для доставки лекарств, датчиками, материалом для матриксов и покрытий.

Известно, что ион-содержащие полимерные материалы являются высокочувствительными, т.е. небольшое изменение внешних условий способно качественно изменить конформацию цепей и свойства систем в целом. На конформационные переходы влияет баланс конкурирующих факторов в системе, один из которых определяется наличием зарядов и, соответственно, зависит от полярности среды.

В полярных растворителях ионогенные группы полимеров преимущественно диссоциируют с высвобождением низкомолекулярных противоионов в раствор, в системе реализуется полиэлектролитный режим, при котором кулоновские силы малы. В данном режиме противоионы свободно перемещаются во всём предоставленном объёме и создают осмотическое давление, которое является основной причиной формирования набухших состояний полиэлектролитов. В данном случае фактором, который препятствует набуханию, могут выступать гидрофобные взаимодействия, способствующие формированию компактных конформаций. Гидрофобная модификация полимерных систем может осуществляться посредством включения гидрофобных групп в структуру полимеров, а также путём добавления низкомолекулярных амфифильных молекул в раствор. На данный момент в литературе накоплен большой объём экспериментальных данных по гидрофобно модифицированным полиэлектролитным системам, однако нет последовательного теоретического осмысления наблюдаемых явлений. Поэтому разработка теоретических моделей взаимодействия гидрофобно модифицированного (ГМ) геля и полиэлектролитного микрогеля с молекулами поверхностно-активного вещества (ПАВ) в полярных растворителях является важной и актуальной задачей.

С другой стороны, в малополярных средах принципиальное значение в поведении полиэлектролитов начинают играть процессы ионной ассоциации. Благодаря сильному

электростатическому притяжению противоионы оказываются связанными с зарядами на цепи в ионные пары, которые, в свою очередь, могут объединяться в более сложные мультиплетные структуры. В плотных состояниях исключенный объём составляющих становится существенным. С ростом размера заряженных частиц увеличивается стерическое отталкивание между ними, и в то же время уменьшается кулоновский выигрыш при ассоциации, так как заряды сильнее удалены друг от друга. Первые работы в данном направлении показали, что учёт исключённого объёма противоионов принципиален при рассмотрении полиэлектролитных гелей, тем не менее, детальное исследование образующихся ионных агрегатов и локальной структуры полиэлектролитных цепей не проводилось.

Таким образом, исследования конформационных переходов в полимерных системах, которые в полярном растворителе определяются балансом электростатических и гидрофобных взаимодействий, а в неполярном - конкуренцией эффективного притяжения, связанного с ассоциацией противоположно заряженных частиц, и стерического отталкивания за счёт наличия исключенного объёма, проводимые в данной работе, являются важными и актуальными для создания фундаментальной базы и новых эффективных способов управления свойствами ион-содержащих полимерных систем.

Цели и задачи диссертационной работы

Целью данной работы является изучение конформационного поведения полиэлектролитных систем, обусловленного балансом электростатических и некулоновских взаимодействий.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Построение теории конформационного поведения полиэлектролитных микрогелей в растворах противоположно заряженных молекул поверхностно-активного вещества в широкой области концентраций последнего.

2. Построение теории набухания и коллапса гидрофобно модифицированных гелей в растворах поверхностно-активного вещества.

3. Исследование влияния исключённого объёма противоиона на конформационное поведение заряженной полимерной цепи в малополярных средах.

4. Изучение влияния исключённого объёма полярных групп на конформационное поведение полимерной цепи с варьируемой жёсткостью в малополярных средах.

Научная новизна

1. Впервые построена теория взаимодействия полиэлектролитного микрогеля с противоположно заряженными молекулами ПАВ в широком диапазоне концентраций ПАВ. Выявлено влияние степени гидрофобности ПАВ на коллапс и последующее набухание микрогелей.

2. Впервые объяснено существование двух режимов конформационного «переключения» полиэлектролитного микрогеля в растворе ионного светочувствительного поверхностно-активного вещества в зависимости от его концентрации при облучении раствора ультрафиолетовым и синим светом.

3. Впервые построена теория взаимодействия гидрофобно модифицированного геля с неионогенными молекулами поверхностно-активного вещества, в основе которой заложена возможность формирования смешанных мицелл из боковых гидрофобных групп геля и молекул ПАВ, которые играют роль дополнительных физических сшивок.

4. Впервые теоретически описано два различных механизма агрегации молекул ПАВ внутри гидрофобно модифицированных гелей (кооперативный и некооперативный).

5. Впервые теоретически изучено влияние доли заряженных звеньев геля, гидрофобности хвостов молекул ПАВ и боковых групп геля, а также плотности пришивки последних на абсорбционные свойства и конформационные переходы гидрофобно-модифицированного геля.

6. Впервые в крупнозернистом моделировании методом молекулярной динамики было изучено влияние исключенного объёма противоионов на конформационное поведение гибкого одиночного полиэлектролита в средах с разной полярностью и показано, что массивные противоионы препятствуют формированию глобулярных конформаций цепи.

7. Впервые были построены диаграммы состояний полимерной цепи с полярными группами в зависимости от размера полярных групп, жёсткости цепи и величины электростатических взаимодействий. Ряд компактных структур (тор, трилистник, шпилька, цилиндрическая глобула), формируемых полимерной цепью с полярными группами в малополярных средах, был впервые продемонстрирован в компьютерном моделировании.

Теоретическая и практическая значимость

Создание и исследование высокочувствительных полимерных систем является одним из ключевых направлений как в науке, так и в современных технологиях. Результаты работы описывают поведение ион-содержащих полимеров и демонстрируют дополнительные инструменты управления их свойствами. Нано- и микрогели активно используются в качестве (нано)контейнеров и (нано)датчиков, поэтому особое внимание было уделено их абсорбционной способности и возможности дистанционного управления. Учёт влияния природы противоиона и полярных групп на структуру заряженных макромолекул имеет как фундаментальное, так и практическое значение. Результаты исследований могут использоваться для создания ион-содержащих полимерных материалов с управляемыми свойствами.

Степень достоверности и апробация результатов

Теоретические результаты, описывающие поведение микро- и макрогелей, полученные соискателем, хорошо согласуются с экспериментальными данными, известными в литературе. Результаты компьютерного моделирования ион-содержащих полимеров находятся в согласии с теоретическими и экспериментальными исследованиями полиэлектролитных систем.

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 15 печатных работах, из которых 7 статей в рецензируемых журналах и 8 тезисов докладов на российских и международных конференциях. Список публикаций приведён в конце диссертации.

Личный вклад автора

Результаты, изложенные в диссертации, получены лично соискателем. Подготовка к публикации полученных результатов проводилась совместно с соавторами, причем вклад диссертанта был определяющим. Постановка цели и задач исследования, методов их решения и интерпретация результатов были выполнены совместно с научным руководителем при непосредственном участии соискателя.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы (161 наименований). Она изложена на 129 страницах и содержит 60 рисунков.

Глава 1

Взаимодействие полиэлектролитного микрогеля со светочувствительным противоположно заряженным ПАВ

В данной главе изучено конформационное поведение микрогеля в растворе противоположно заряженных молекул ПАВ, гидрофобность которых управляется посредством облучения светом.

1.1. Литературный обзор

1.1.1. Полиэлектролитные гели

Полимерные гели - это трёхмерные сетки, образованные химически или физически сшитыми полимерными цепями. Они способны абсорбировать в себя большой объём растворителя. Полимерные цепи, имеющие в составе ионогенные группы, называются полиэлектролитными, а формируемый ими гель - полиэлектролитным. Отличительной особенностью таких систем является значительное изменение объёма, коллапс и набухание, при небольшом изменении окружающих условий [1].

Набухание представляет собой увеличение объема полимерного тела в результате поглощения жидкости. Коллапс - это резкое уменьшение объема геля при небольшом изменении внешних условий. Равновесная степень набухания показывает, в каком состоянии находится гель, в набухшем или сколлапсированном, и описывается параметром а, называемым коэффициентом набухания. Он определяется как а = (п/по)1/3 = (V/Уо)1/3, где V, Уо - объёмы геля в равновесном и начальном состоянии, п, по - объёмные доли мономерных звеньев в геле соответственно. Начальное состояние геля выбирается таким, в котором субцепи находятся в конформации гауссовского клубка. Равновесное значение коэффициента а соответствует минимальному значению свободной энергии при заданных условиях. Поведение нейтрального геля определяется балансом двух вкладов в свободную энергию системы: упругой энергии деформации субцепей и энергией взаимодействия Ван-дер-Ваальса незаряженных звеньев [2]. В случае полиэлектролитных гелей в полярном растворителе следует учитывать наличие противоионов, которые создают осмотическое давление, приводящее к большей степени набухания а геля в хорошем растворителе. Также присутствует электростатическое взаимодействие заряженными частицами, но оно мало по сравнению с тремя другими вкладами свободной энергии.

Самый известный способ управления объёмом геля - это изменение качества растворителя.

В хорошем растворителе степень набухания а нейтрального геля определяется балансом упругой энергии набухания и энергии объёмных взаимодействий, в результате коэффициент набухания зависит от числа мономерных звеньев в субцепях как а ~ N1/10, где М- среднее число мономерных звеньев в одной субцепи. В случае заряженного геля вклад от упругой энергии конкурирует с энтропией противоионов, таким образом, а ~ (/М)1/2 , где /- средняя степень заряженности субцепей, что при N » 1 много выше, чем для незаряженного геля [1], [2]. В плохом растворителе основным фактором становятся взаимодействия незаряженных мономерных звеньев. Равновесное значение коэффициента набухания определяется балансом притяжения в парном взаимодействии и отталкивания во взаимодействиях более высокого порядка, а ~ N1/6. Амплитуда изменения объёма геля при его коллапсе равна разнице значений коэффициентов набухания в набухшем и сколлапсированном состоянии. Так как в сколлапсированном состоянии коэффициенты набухания у заряженного и незаряженного гелей практически одинаковы, то изменение размеров полиэлектролитного геля при набухании гораздо больше. При увеличении заряженности субцепей увеличивается амплитуда скачка объёмов и точка фазового перехода сдвигается в область более плохого растворителя.

Довольно распространённым и удобным инструментом управления поведением полиэлектролитных гелей является использование поверхностно-активного вещества, концентрацию которого можно очень легко контролировать в растворе. Группа проф.Хохлова [3]—[5] была одной из первых, которая обратила внимание внимание на взаимодействие полиэлектролитных гелей с поверхностно-активными веществами. Исследование учёных было комплесным: были представлены как теоретические модели [3], [4], так и экспериментальные данные [5], которые находились в хорошем согласии друг с другом. В данных работах было показано, что полиэлектролитный гель коллапсирует при увеличении концентрации противоположно заряженных молекул ПАВ, причём уменьшение его объёма можно разделить на три диапазона. При малых концентрациях ПАВ размер заряженного геля немного уменьшается из-за ионного обмена частиц, а именно противоионов геля, молекул ПАВ и противоионов ПАВ, т.е. ситуация аналогична добавлению соли в систему. Затем при достижении критической концентрации ПАВ внутри геля образуются мицеллы, падает осмотическое давление создаваемое молекулами ПАВ, и гель коллапсирует. Данная концентрация меньше критической концентрации мицеллообразования ПАВ в растворе. Дело в том, что в растворе мицеллы, сформированные из заряженных молекул ПАВ, имеют большой нескомпенсированный заряд, который нейтрализуется противоионами ПАВ вследствие их конденсации на агрегаты. Внутри геля противоположно заряженные звенья субцепей нейтрализуют заряды мицелл. Таким образом, при формировании

мицелл в геле осуществляется проигрыш в трансляционной энтропии молекул ПАВ , а в растворе

- молекул ПАВ и противоинов, поэтому мицеллообразование в системе начинается внутри геля. При дальнейшнем добавлении ПАВ в систему следует небольшое уменьшение объёма геля, связанное с увеличением мицеллярной фазы. Когда число молекул ПАВ в мицеллах внутри геля равно количеству заряженных звеньев субцепей, то реализуется поведение нейтрального геля. Было также продемонстрировано, что вышеописанное мицеллообразование внутри геля способствует эффективной сорбции молекул ПАВ.

Микрогели отличаются от макрогелей в первую очередь распределением противоионов в системе. Макрогели удерживают все противоионы внутри полимерной сетки, и система в целом является электронейтральной. В случае же микрогеля часть противоионов выходит во внешний раствор, таким образом, гель приобретает заряд. Если рассматривать взаимодействие микрогеля с противоположно заряженными молекулами ПАВ, то наличие заряда дополнительно стимулирует абсорбцию последних, что непосредственно влияет на конформационные переходы [6], [7].

1.1.2. Светочувствительные ПАВ

Молекулы поверхностно-активного вещества являются амфифильными, они состоят из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. Их строение определяет такие уникальные свойства как преимущественное расположение на границе раздела фаз (гидрофобной и гидрофильной), а также самоорганизацию в мицеллы. Например, типичные агрегаты из молекул ПАВ в водной среде

- это сферические мицеллы, которые имеют гидрофобное ядро и гидрофильную корону. Агрегаты формируются при критической концентрации мицеллообразования (ККМ), когда гидрофобный выигрыш при образовании мицелл начинает превалировать над энтропийными потерями в трансляционной энтропии отдельных молекул ПАВ. Соотвественно, ККМ зависит от баланса взаимодействий в системе и может регулироваться путём изменения как гидрофобности хвоста, так и гидрофильности головки.

Одним из способов дистанционного управления свойствами молекул ПАВ может служить облучение светом с определённой длиной волны. Например, гидрофобный хвост катионного поверхностно-активного вещества может содержать азобензольную группу, которая подвергается обратимой реакции фотоизомеризации, сопровождающейся изменением гидрофобности ПАВ. Светочувствительные поверхностно-активные вещества, состоящие из заряженной головки и гидрофобного хвоста, модифицированного азобензольной группой, в последнее время привлекают большое внимание как экспериментаторов, так и теоретиков. Широкий интерес к этим веществам объясняется возможностью практического применения. Действительно,

азобензол-содержащие поверхностно-активные вещества обеспечивают светочувствительный контроль любого типа заряженного объекта без необходимости какого-либо необратимого химического сопряжения этих систем со светочувствительными веществами. Например, можно сделать светочувствительные полиэлектролитные цепи (ДНК, ПАА) путем приготовления надмолекулярных комплексов с азобензол-содержащими поверхностно-активными веществами [8], [9]. Также можно сделать щетки из полиэлектролитных цепей, наполнить их заряженным светочувствительным поверхностно-активным веществом и структурировать с помощью приложения света [10]. Интересное практическое применение стоит ожидать для недавно предложенного инициируемого светом обратимого изменения размера микрогеля в присутствии фоточувствительных поверхностно-активных веществ. При небольшой концентрации ПАВ в растворе (намного ниже ККМ) поверхностно-активное вещество в более гидрофобном транс-состоянии располагается в микрогеле, вызывая его коллапс, в то время как менее гидрофобный цис-изомер десорбируется из микрогеля, что приводит к его набуханию. Процесс изменения размера микрогеля может быть описан как набухание при УФ-облучении (транс-цис изомеризация) и сжатие при облучении синим светом (цис-транс изомеризация), что было подробно показано в работах [7], [11]. Однако при концентрациях поверхностно-активного вещества, превышающих ККМ, наблюдается противоположное поведение: микрогель набухает при облучении синим светом и коллапсирует при воздействии ультрафиолетового излучения [12].

Ключевым механизмом для этих разнообразных применений является обратимая фотоизомеризация молекулы азобензола из транс- в цис- состояния при облучении ультрафиолетовым светом [13]. Два изомера азобензола обладают различной полярностью: транс-состояние менее полярно, как правило, с дипольным моментом ~ 0Д, в то время как цис-изомер является высокополярным с дипольным моментом ~ 3Д. (Рис. 1.1а) Когда азобензольная группа включена в гидрофобный хвост молекулы поверхностно-активного вещества, фотоизомеризация изменяет гидрофобность всей молекулы и, следовательно, ее растворимость. В данном случае при воздействии ультрафиолетового облучения молекулы ПАВ приобретают менее гидрофобные хвосты, соответственно, критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) азобензол-содержащих ПАВ повышается в несколько раз.

Различие критических концентраций мицеллобразования азобензол-содержащих молекул ПАВ в транс- и цис- состояниях особенно важно для применения их в качестве инструмента контроля обратимого изменения размера микрогелей [7], [11]. При добавлении молекул ПАВ в транс-конформации в водный раствор набухших микрогелей при определенной концентрации происходит существенное падение осмотического давления из-за мицеллообразования

поверхностно-активных веществ внутри геля, что приводит к коллапсу микрогеля. Этот процесс обратим посредством УФ-облучения, при котором поверхностно-активное вещество переходит в цис-конформацию, предотвращая мицеллообразование внутри геля (транс-цис изомеризация). Цис-изомеры покидают микрогели, что приводит к набуханию частицы до ее первоначального размера. Во время облучения синим светом микрогели снова сжимаются, так как хвосты молекул ПАВ переходят в транс-состояние (цис-транс изомериция). Обратимые набухание и коллапс микрогелей, вызванное изменением длины волны облучения, происходит в течение нескольких секунд.

Концентрация поверхностно-активного вещества, при которой микрогели коллапсируют, намного меньше его критической концентрации мицеллобразования в растворе. Это связано с тем, что мицеллообразование происходит внутри микрогеля, где критическая концентрация агрегации (ККА) может быть на несколько порядков меньше ККМ [4]. Большое количество работ посвящено комплексообразованию полимерных систем (растворы ДНК, ПАА и микрогелей, полимерные щетки) с азобензол-содержащим поверхностно-активным веществом, при небольшой концентрации последнего.

В данной главе представлено теоретическое рассмотрение комплексообразования микрогелей с азобензол-содержащим ПАВ, причём, впервые исследование проводилось в широком диапазоне концентраций поверхностно-активного вещества, от сотых долей до нескольких ККМ. Было показано, что при больших концентрациях ПАВ микрогели проявляют противоположное поведение при облучении по отношению к случаю малых концентраций ПАВ: наблюдается набухание при облучения синим светом и сжатие при УФ-облучении.

1.2. Теоретическая модель

Для описания конформационного поведения растворов микрогелей с поверхностно-активным веществом в широком диапазоне концентраций последнего мы используем теорию самосогласованного поля. В нашем теоретическом подходе предполагается, что микрогель состоит из у гибких субцепей, каждая из которых содержит N мономерных единиц размера а. Некоторая доля f мономерных звеньев диссоциирует с образованием заряженного звена субцепи и высвобождением противоиона в раствор, указанные компоненты становятся носителями единичных зарядов противоположных знаков. Равновесный размер микрогеля определяется посредством коэффициента набухания микрогеля а = Я/Яо , который является отношением между равновесным радиусом микрогеля Я и радиусом микрогеля Яо, чьи субцепи представляют

собой идеальные гауссовые цепи. Среднее расстояние между центрами соседних микрогелей определяется как 2Rout = 2Ro/y с безразмерным параметром у, зависящим от концентрации микрогеля, у « 1 для разбавленных растворов. Обозначим через Z число молекул ПАВ в растворе, приходящееся на одно заряженное звено субцепи микрогеля. Поверхностно-активное вещество является противоположно заряженным по отношению к ионным звеньям ПЭ микрогеля и одного знака заряда с соответствующими противоионами.

Для нахождения равновесного состояния системы мы записываем полную свободную энергию системы в расчёте на один микрогель в единицах квТ:

Ftot = Fei + Fint + Fei-st + F™fst + F"rc + Ffr + Fff + Fagg (l.l.^)

Первое слагаемое Fei учитывает энергию упругой деформации субцепей геля как при сжатии, так и при растяжении в рамках теории Флори [14]:

Fei = 3 v (а2 + а-2) (1.2)

Стоит отметить, что корректнее вычислять этот вклад как в работе Бирштейн и Прямицына [15], однако использование вышеуказанного приближения обосновано тем, что мы рассматриваем случай малой объёмной доли полимера в растворе и анализируем небольшие изменения объёма микрогеля.

Следующее слагаемое Fint описывает объёмные взаимодействия мономерных звеньев микрогеля. Их концентрация предполагается малой, что позволяет нам использовать вириальное приближение:

Fint = NvBФ + С Ф2), (1.3)

\a3 a6 /

где Ф = vNa3/R3 объёмная доля полимера внутри микрогеля, а В и С - это второй и третий вириальные коэффициенты, соответственно. Последние оцениваются для полимерной цепи как В ~ та3 и С ~ а6, здесь т = представляет собой температурное отклонение от 0-точки. В хорошем растворителе между мономерными звеньями превалирует отталкивание, т > 0, полимер набухает. Вблизи 0-точки второй вириальный коэффициент В стремится к нулю, тройные взаимодействия преобладают в системе, но они встречаются намного реже двойных, полимер находится в конформации гауссова клубка. Для плохого растворителя реализуется баланс между притяжением за счёт двойных взаимодействий, т < 0, и отталкиванием для тройных, в данном случае плотность глобулярного состояния полимера определяется отношением вириальных коэффициентов .

Основная разница между макро- и микро- гелями, помимо размера, заключается в их заряженности. В силу больших электростатических потерь макрогель удерживает подавляющее

число противоионов, таким образом, полный заряд макрогеля близок к нулю. Для микрогеля условие электронейтральности не выполняется, потому что противоионам с энтропийной точки зрения выгоднее распределиться в системе так, что часть из них высвободится во внешний объём раствора, который больше объёма геля. Для исследуемой системы слагаемое ¥е{-;Л представляет электростатическую энергию заряженного микрогеля, которая оценена как энергия сферического конденсатора с зарядом Q и обкладками, внутренний и внешний радиус которых Я и ЯоШ, соответственно:

где е является диэлектрической проницаемостью растворителя, а Q - зарядом микрогеля, который складывается из суммы всех заряженных частиц, находящихся внутри геля. Выражение для Q представлено ниже при рассмотрении энтропийных вкладов. Растворитель (вода) является полярным, поэтому не рассматриваются эффекты формирования ионных пар между заряженными частицами. Для текущей системы пренебрежение является разумным, так как ионная ассоциация играет значительную роль в низкополярных растворителях [16]—[20].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гордиевская Юлия Дмитриевна, 2020 год

Литература

[1] Е. Крамаренко, О. Филиппова и А. Хохлов, «Полиэлектролитные сетки как высокочувствительные полимеры,» Высокомолекулярные соединения. Серия А, т. 48, № 7, с. 1216—1240, 2006.

[2] А. Ю. Гросберг и А. Р. Хохлов, Физика в мире полимеров. Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989.

[3] V. V. Vasilevskaya, E. Y. Kramarenko и A. R. Khokhlov, «Theory of Collapse of Polyelectrolyte Networks in the Solutions of Ionic Surfactants,» англ., Vysokomolek. Soed. A (Polymer Science - USSR), т. 33, с. 1062—1062, 1991.

[4] A. R. Khokhlov, E. Y. Kramarenko, E. E. Makhaeva и S. G. Starodubtzev, «Collapse of polyelectrolyte networks induced by their interaction with an oppositely charged surfactant. Theory,» Macromolecular Theory and Simulations, т. 1, № 3, с. 105—118, 1992.

[5] A. Khokhlov, E. Y. Kramarenko, E. Makhaeva и S. Starodubtsev, «Collapse of polyelectrolyte networks induced by their interaction with oppositely charged surfactants,» Macromolecules, т. 25, № 18, с. 4779—4783, 1992.

[6] E. Y. Kramarenko, A. R. Khokhlov и K. Yoshikawa, «Collapse of polyelectrolyte macromolecules revisited,» Macromolecules, т. 30, № 11, с. 3383—3388, 1997.

[7] A. M. Rumyantsev, S. Santer и E. Y. Kramarenko, «Theory of collapse and overcharging of a polyelectrolyte microgel induced by an oppositely charged surfactant,» Macromolecules, т. 47, № 15, с. 5388—5399, 2014.

[8] A.-L. M. Le Ny и C. T. Lee, «Photoreversible DNA condensation using light-responsive surfactants,» Journal of the American Chemical Society, т. 128, № 19, с. 6400—6408, 2006.

[9] Y. Zakrevskyy, P. Cywinski, M. Cywinska, J. Paasche, N. Lomadze, O. Reich, H.-G. Lohmannsroben и S. Santer, «Interaction of photosensitive surfactant with DNA and poly acrylic acid,» The Journal of chemical physics, т. 140, № 4, 01B613_1, 2014.

[10] A. Kopyshev, C. J. Galvin, J. Genzer, N. Lomadze и S. Santer, «Opto-mechanical scission of polymer chains in photosensitive diblock-copolymer brushes,» Langmuir, т. 29, № 45, с. 13 967—13 974, 2013.

[11] S. Schimka, N. Lomadze, M. Rabe, A. Kopyshev, M. Lehmann, R. von Klitzing, A. M. Rumyantsev, E. Y. Kramarenko и S. Santer, «Photosensitive microgels containing azobenzene surfactants of different charges,» Physical Chemistry Chemical Physics, т. 19, № 1, с. 108—117,2017.

[12] S. Schimka, Y. D. Gordievskaya, N. Lomadze, M. Lehmann, R. von Klitzing, A. M. Rumyantsev, E. Y. Kramarenko и S. Santer, «Communication: light driven remote control of microgels' size in the presence of photosensitive surfactant: complete phase diagram,» The Journal of chemical physics, т. 147, № 3, 031101(1—5), 2017.

[13] A. Natansohn и P. Rochon, «Photoinduced motions in azo-containing polymers,» Chemical reviews, т. 102, № 11, с. 4139—4176, 2002.

[14] A. Y. Grosberg и A. R. Khokhlov, Statistical Physics of Macromolecules. Nauka Publishers, Moscow, 1989, [AIP Press, New York, 1994] (in English).

[15] T. Birshtein и V. A. Pryamitsyn, «Coil-globule type transitions in polymers. 2. Theory of coil-globule transition in linear macromolecules,» Macromolecules, т. 24, № 7, с. 1554—1560, 1991.

[16] O. Philippova, N. Sitnikova, G. Demidovich и A. Khokhlov, «Mixed polyelectrolyte/ionomer behavior of poly (methacrylic acid) gel upon titration,» Macromolecules, т. 29, № 13, с. 4642—4645, 1996.

[17] J. Hua, M. K. Mitra и M. Muthukumar, «Theory of volume transition in polyelectrolyte gels with charge regularization,» The Journal of chemical physics, т. 136, № 13, с. 134 901, 2012.

[18] O. E. Philippova, A. M. Rumyantsev, E. Y. Kramarenko и A. R. Khokhlov, «New type of swelling behavior upon gel ionization: Theory vs experiment,» Macromolecules, т. 46, № 23, с. 9359—9367, 2013.

[19] Y. D. Gordievskaya, A. A. Gavrilov и E. Y. Kramarenko, «Effect of counterion excluded volume on the conformational behavior of polyelectrolyte chains,» Soft matter, т. 14, № 8, с. 1474—1481, 2018.

[20] Y. D. Gordievskaya и E. Y. Kramarenko, «Effect of Counterion Size on the Structure of a Flexible Polyelectrolyte Chain in Low-Polar Solvents,» Polymer Science, Series C, т. 60, № 1, с. 37—48, 2018.

[21] O. Filippova, E. Makhaeva и S. Starodubtsev, «Interaction of the low cross-linked gel of diallyldimethylammonium bromide with sodium dodecylsulfate,» Polymer science, т. 34, № 7, с. 602—606, 1992.

[22] Y. V. Khandurina, V. Rogacheva, A. Zezin и V. Kabanov, «Interaction of net polyelectrolytes with oppositely charged surfactants,» Высокомолекулярные соединения. Серия А, т. 36, № 2, с. 229—234, 1994.

[23] P. Hansson, S. Schneider и B. Lindman, «Phase separation in polyelectrolyte gels interacting with surfactants of opposite charge,» The Journal of Physical Chemistry B, т. 106, № 38, с. 9777—9793, 2002.

[24] P. Hansson, «Surfactant self-assembly in oppositely charged polymer networks. Theory,» The Journal of Physical Chemistry B, т. 113, № 39, с. 12 903—12 915, 2009.

[25] D. Tararyshkin, E. Kramarenko и A. Khokhlov, «Two-phase structure of polyelectrolyte gel/surfactant complexes,» The Journal of chemical physics, т. 126, № 16, 04B626, 2007.

[26] V. A. Kabanov, A. B. Zezin, V. B. Rogacheva, Y. V. Khandurina и O. A. Novoskoltseva, «Absorption of ionic amphiphils by oppositely charged polyelectrolyte gels,» в Macromolecular Symposia, Wiley Online Library, т. 126, 1998, с. 79—94.

[27] S. Sasaki и S. Koga, «Order- Disorder Phase Transition of Polyelectrolyte Gel- Surfactant Complexes,» Macromolecules, т. 37, № 10, с. 3809—3814, 2004.

[28] Y. Zakrevskyy, J. Roxlau, G. Brezesinski, N. Lomadze и S. Santer, «Photosensitive surfactants: Micellization and interaction with DNA,» The Journal of chemical physics, т. 140, № 4, 01B612_1, 2014.

[29] P. K. Jha, J. W. Zwanikken и M. O. de la Cruz, «Understanding swollen - collapsed and re-entrant transitions in polyelectrolyte nanogels by a modified Donnan theory,» Soft Matter, т. 8, № 37, с. 9519—9522, 2012.

[30] J. F. Mano, «Stimuli-responsive polymeric systems for biomedical applications,» Advanced Engineering Materials, т. 10, № 6, с. 515—527, 2008.

[31] J. Jagur-Grodzinski, «Polymeric gels and hydrogels for biomedical and pharmaceutical applications,» Polymers for Advanced Technologies, т. 21, № 1, с. 27—47, 2010.

[32] D. C. Tuncaboylu, M. Sari, W. Oppermann и O. Okay, «Tough and self-healing hydrogels formed via hydrophobic interactions,» Macromolecules, т. 44, № 12, с. 4997—5005, 2011.

[33] D. C. Tuncaboylu, M. Sahin, A. Argun, W. Oppermann u O. Okay, «Dynamics and large strain behavior of self-healing hydrogels with and without surfactants,» Macromolecules, t. 45, № 4, c. 1991—2000, 2012.

[34] U. Gulyuz u O. Okay, «Self-healing poly (acrylic acid) hydrogels with shape memory behavior of high mechanical strength,» Macromolecules, t. 47, № 19, c. 6889—6899, 2014.

[35] E. B. Stukalin, L.-H. Cai, N. A. Kumar, L. Leibler u M. Rubinstein, «Self-healing of unentangled polymer networks with reversible bonds,» Macromolecules, t. 46, № 18, c. 7525—7541, 2013.

[36] A. Sarrazin-Cartalas, I. Iliopoulos, R. Audebert u U. Olsson, «Association and thermal gelation in mixtures of hydrophobically modified polyelectrolytes and nonionic surfactants,» Langmuir, t. 10, № 5, c. 1421—1426, 1994.

[37] B. Magny, I. Iliopoulos, R. Zana u R. Audebert, «Mixed micelles formed by cationic surfactants and anionic hydrophobically modified polyelectrolytes,» Langmuir, t. 10, № 9, c. 3180—3187, 1994.

[38] H. Zhang, K. Xu, H. Ai, D. Chen, L. Xv u M. Chen, «Synthesis, characterization and solution properties of hydrophobically modified polyelectrolyte poly (AA-co-TMSPMA),» Journal of Solution Chemistry, t. 37, № 8, c. 1137, 2008.

[39] L. Bromberg, «Properties of aqueous solutions and gels of poly (ethylene oxide)-b-poly (propylene oxide)-b-poly (ethylene oxide)-g-poly (acrylic acid),» The Journal of Physical Chemistry B, t. 102, №52, c. 10736—10744, 1998.

[40] A. K. Ho, L. E. Bromberg, P. D. Huibers, A. J. O'Connor, J. M. Perera, G. W. Stevens u T. A. Hatton, «Hydrophobic domains in thermogelling solutions of polyether-modified poly (acrylic acid),» Langmuir, t. 18, № 8, c. 3005—3013, 2002.

[41] O. Philippova, D. Hourdet, R. Audebert u A. Khokhlov, «Interaction of hydrophobically modified poly (acrylic acid) hydrogels with ionic surfactants,» Macromolecules, t. 29, № 8, c. 2822—2830,

1996.

[42] O. E. Philippova, D. Hourdet, R. Audebert u A. R. Khokhlov, «pH-responsive gels of hydrophobically modified poly (acrylic acid),» Macromolecules, t. 30, № 26, c. 8278—8285,

1997.

[43] O. Rosen, J. Sjostrom u L. Piculell, «Responsive polymer gels based on hydrophobically modified cellulose ethers and their interactions with ionic surfactants,» Langmuir, t. 14, № 20, c. 5795—5801, 1998.

[44] J. Sjostrom u L. Piculell, «Nonmonotonic transient volume changes of cross-linked polymer gels immersed in amphiphile solutions,» Langmuir, t. 16, № 11, c. 4770—4773, 2000.

[45] J. Sjostrom u L. Piculell, «Interactions between cationically modified hydroxyethyl cellulose and oppositely charged surfactants studied by gel swelling experiments—effects of surfactant type, hydrophobic modification and added salt,» Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, t. 183, c. 429—448, 2001.

[46] L. E. Bromberg u D. P. Barr, «Aggregation phenomena in aqueous solutions of hydrophobically modified polyelectrolytes. A probe solubilization study,» Macromolecules, t. 32, № 11, c. 3649—3657, 1999.

[47] R. H. Colby, N. Plucktaveesak u L. Bromberg, «Critical incorporation concentration of surfactants added to micellar solutions of hydrophobically modified polyelectrolytes of the same charge,» Langmuir, t. 17, № 10, c. 2937—2941, 2001.

[48] O. Borisov u A. Halperin, «Polysoaps within the p-cluster model: solutions and brushes,» Macromolecules, t. 32, № 15, c. 5097—5105, 1999.

[49] A. Kudlay u I. Erukhimovich, «Phase behavior of solutions of polymers with multiply aggregating groups,» Macromolecular theory and simulations, t. 10, № 5, c. 542—552, 2001.

[50] F. Tanaka, «Polymer- Surfactant Interaction in Thermoreversible Gels,» Macromolecules, t. 31, № 2, c. 384—393, 1998.

[51] T. Furuya, T. Koga u F. Tanaka, «Effects of added surfactants on thermoreversible gelation of associating polymer solutions,» Journal of Polymer Science PartB: Polymer Physics, t. 42, № 5, c. 733—751,2004.

[52] T. Birshtein u E. Zhulina, «Scaling theory of supermolecular structures in block copolymer-solvent systems: 1. Model of micellar structures,» Polymer, t. 30, № 1, c. 170—177, 1989.

[53] O. Borisov u A. Halperin, «Micelles of polysoaps: the role of bridging interactions,» Macromolecules, t. 29, № 7, c. 2612—2617, 1996.

[54] O. V. Borisov, E. B. Zhulina, F. A. Leermakers u A. H. Muller, «Self-assembled structures of amphiphilic ionic block copolymers: theory, self-consistent field modeling and experiment,» b Self organized nanostructures of amphiphilic block copolymers I, Springer, 2011, c. 57—129.

[55] A. R. Khokhlov u E. Y. Kramarenko, «Polyelectrolyte/ionomer behavior in polymer gel collapse,» Macromolecular theory and simulations, t. 3, № 1, c. 45—59, 1994.

[56] A. N. Semenov и M. Rubinstein, «Thermoreversible gelation in solutions of associative polymers. 1. Statics,» Macromolecules, т. 31, № 4, с. 1373—1385, 1998.

[57] C. T. Lee, K. A. Smith и T. A. Hatton, «Photoreversible viscosity changes and gelation in mixtures of hydrophobically modified polyelectrolytes and photosensitive surfactants,» Macromolecules, т. 37, № 14, с. 5397—5405, 2004.

[58] P. Pincus, «Colloid stabilization with grafted polyelectrolytes,» Macromolecules, т. 24, № 10, с. 2912—2919, 1991.

[59] O. Borisov, «Conformations of star-branched polyelectrolytes,» Journal de Physique II, т. 6, № 1, с. 1—19, 1996.

[60] M. Daoud и J. Cotton, «Star shaped polymers: a model for the conformation and its concentration dependence,» Journal de Physique, т. 43, № 3, с. 531—538, 1982.

[61] A. R. Khokhlov, S. G. Starodubtzev и V. V. Vasilevskaya, «Conformational transitions in polymer gels: theory and experiment,» в Responsive gels: volume transitions I, Springer, 1993, с. 123—171.

[62] J. Israelachvili, Intermolecular and Surface Forces, сер. Intermolecular and Surface Forces. Elsevier Science, 2011, ISBN: 9780123919335. url: https : //books . google . ru/books?id= vgyBJbtNOcoC.

[63] L. Piculell, D. Hourdet и I. Iliopoulos, «Swelling of polyacrylamide gels with pendant poly (ethylene oxide) chains in water and in ionic surfactant solutions,» Langmuir, т. 9, № 11, с. 3324—3326, 1993.

[64] O. Rosen и L. Piculell, «Interactions between covalently crosslinked ethyl (hydroxyethyl) cellulose and SDS,» Polymer Gels and Networks, т. 5, № 2, с. 185—200, 1997.

[65] Y. D. Gordievskaya, A. M. Rumyantsev и E. Y. Kramarenko, «Polymer gels with associating side chains and their interaction with surfactants,» The Journal of chemical physics, т. 144, № 18, 184902(1—9), 2016.

[66] N. Brilliantov, D. Kuznetsov и R. Klein, «Chain collapse and counterion condensation in dilute polyelectrolyte solutions,» Physical review letters, т. 81, № 7, с. 1433, 1998.

[67] R. G. Winkler, M. Gold и P. Reineker, «Collapse of polyelectrolyte macromolecules by counterion condensation and ion pair formation: a molecular dynamics simulation study,» Physical review letters, т. 80, № 17, с. 3731, 1998.

[68] J. Jeon u A. V. Dobrynin, «Necklace globule and counterion condensation,» Macromolecules, t. 40, № 21, c. 7695—7706, 2007.

[69] M. Muthukumar, «Theory of counter-ion condensation on flexible polyelectrolytes: Adsorption mechanism,» The Journal of chemical physics, t. 120, № 19, c. 9343—9350, 2004.

[70] A. M. Tom, S. Vemparala, R. Rajesh u N. V. Brilliantov, «Mechanism of chain collapse of strongly charged polyelectrolytes,» Physical review letters, t. 117, № 14, c. 147 801, 2016.

[71] A. Eisenberg u J.-S. Kim, Introduction to ionomers. Wiley, 1998.

[72] A. R. Khokhlov u E. Y. Kramarenko, «Weakly charged polyelectrolytes: collapse induced by extra ionization,» Macromolecules, t. 29, № 2, c. 681—685, 1996.

[73] S. G. Starodoubtsev, A. R. Khokhlov, E. L. Sokolov u B. Chu, «Evidence for polyelectrolyte/ionomer behavior in the collapse of polycationic gels,» Macromolecules, t. 28, № 11, c. 3930—3936, 1995.

[74] V. A. Smirnov, O. E. Philippova, G. A. Sukhadolski u A. R. Khokhlov, «Multiplets in polymer gels. Rare earth metal ions luminescence study,» Macromolecules, t. 31, № 4, c. 1162—1167, 1998.

[75] R. Kumar, A. Kundagrami u M. Muthukumar, «Counterion adsorption on flexible polyelectrolytes: comparison of theories,» Macromolecules, t. 42, № 4, c. 1370—1379, 2009.

[76] H. Schiessel u P. Pincus, «Counterion-condensation-induced collapse of highly charged polyelectrolytes,» Macromolecules, t. 31, № 22, c. 7953—7959, 1998.

[77] S. Liu u M. Muthukumar, «Langevin dynamics simulation of counterion distribution around isolated flexible polyelectrolyte chains,» The Journal of chemical physics, t. 116, № 22, c. 9975—9982, 2002.

[78] A. Bodrova u I. Potemkin, «Influence of the counterion size on swelling and collapse of polyelectrolyte gel,» Polymer Science Series A, t. 49, № 6, c. 737—744, 2007.

[79] A. M. Rumyantsev, A. Pan, S. Ghosh Roy, P. De u E. Y. Kramarenko, «Polyelectrolyte gel swelling and conductivity vs counterion type, cross-linking density, and solvent polarity,» Macromolecules, t. 49, № 17, c. 6630—6643, 2016.

[80] L.-J. Qu, X. Zhang, J. Tang, L. Li u D. Yan, «Volume phase transition of polyelectrolyte gels: Effects of ionic size,» The Journal of chemical physics, t. 141, № 10, c. 104 905, 2014.

[81] D. Kawaguchi u M. Satoh, «Swelling behavior of partially quaternized poly (4-vinylpyridine) gels in water/organic solvent mixtures,» Macromolecules, t. 32, № 23, c. 7828—7835, 1999.

[82] Y. Nishiyama u M. Satoh, «Solvent-and counterion-specific swelling behavior of poly (acrylic acid) gels,» Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, t. 38, № 21, c. 2791—2800, 2000.

[83] Y. Fukunaga, M. Hayashi u M. Satoh, «Specific swelling behaviors of alkali-metal poly (styrene sulfonate) gels in aqueous solvent mixtures,» Journal of Polymer Science PartB: Polymer Physics, t. 45, № 10, c. 1166—1175, 2007.

[84] M. Hayashi, M. Wakagawa, T. Minato, Y. Nishiyama, S. Kuroki u M. Satoh, «Counterion mixing effects on the conformational transitions of polyelectrolytes. I. Volume phase transition and coil-globule transition of alkali metal poly (acrylate) s,» Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, t. 47, № 21, c. 2122—2131, 2009.

[85] M. Wakagawa, M. Hayashi, S. Kuroki u M. Satoh, «Counterion mixing effects on the conformational transitions of polyelectrolytes. II. Counterion binding as measured by NMR spectroscopy of alkali metal poly (acrylate) s,» Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, t. 47, № 21, c. 2132—2139, 2009.

[86] N. B. Wyatt u M. W. Liberatore, «The effect of counterion size and valency on the increase in viscosity in polyelectrolyte solutions,» Soft Matter, t. 6, № 14, c. 3346—3352, 2010.

[87] N. Malikova, S. Cebasek, V. Glenisson, D. Bhowmik, G. Carrot u V. Vlachy, «Aqueous solutions of ionenes: interactions and counterion specific effects as seen by neutron scattering,» Physical Chemistry Chemical Physics, t. 14, № 37, c. 12 898—12 904, 2012.

[88] N. Malikova, A.-L. Rollet, S. Cebasek, M. Tomsic u V. Vlachy, «On the crossroads of current polyelectrolyte theory and counterion-specific effects,» Physical Chemistry Chemical Physics, t. 17, № 8, c. 5650—5658, 2015.

[89] H. Mori, M. Wakagawa, S. Kuroki u M. Satoh, «Counterion mixing effects on conformational transitions of polyelectrolytes 3: coil-globule transition of alkali metal and tetraalkyl ammonium polysulfonates,» Colloid and Polymer Science, t. 293, № 4, c. 1023—1033, 2015.

[90] N. Yasumoto, N. Kasahara, A. Sakaki u M. Satoh, «Ion-specific swelling behaviors of partially quaternized poly (4-vinyl pyridine) gel,» Colloid and Polymer Science, t. 284, № 8, c. 900, 2006.

[91] A. Gavrilov, A. Chertovich u E. Y. Kramarenko, «Conformational behavior of a single polyelectrolyte chain with bulky counterions,» Macromolecules, t. 49, № 3, c. 1103—1110, 2016.

[92] C. Von Ferber и H. Lowen, «Complexes of polyelectrolytes and oppositely charged ionic surfactants,» The Journal of chemical physics, т. 118, № 23, с. 10 774—10779, 2003.

[93] A. M. Tom, S. Vemparala, R. Rajesh и N. V. Brilliantov, «Regimes of electrostatic collapse of a highly charged polyelectrolyte in a poor solvent,» Soft matter, т. 13, № 9, с. 1862—1872, 2017.

[94] M. Allen, M. Allen, D. Tildesley, T. ALLEN и D. Tildesley, Computer Simulation of Liquids, сер. Oxford Science Publ. Clarendon Press, 1989, ISBN: 9780198556459. url: https://books. google.ru/books?id=O32VXB9e5P4C.

[95] K. Kremer и G. S. Grest, «Dynamics of entangled linear polymer melts: A molecular-dynamics simulation,» The Journal of Chemical Physics, т. 92, № 8, с. 5057—5086, 1990.

[96] M. P. Allen и D. J. Tildesley, Computer simulation of liquids. Oxford university press, 2017.

[97] B. Diinweg и K. Kremer, «Microscopic verification of dynamic scaling in dilute polymer solutions: A molecular-dynamics simulation,» Physical review letters, т. 66, № 23, с. 2996, 1991.

[98] S. Plimpton, «Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics,» Journal of computational physics, т. 117, № 1, с. 1—19, 1995.

[99] R. to, Lammps, for more information about LAMMPS. url: http://lammps .sandia.gov.

[100] R. W. Hockney и J. W. Eastwood, Computer simulation using particles. Adam Hilger, 1988.

[101] A. Cherstvy, «Collapse of Highly Charged Polyelectrolytes Triggered by Attractive DipoleDipole and Correlation-Induced Electrostatic Interactions,» The Journal of Physical Chemistry B, т. 114, № 16, с. 5241—5249, 2010.

[102] P. Kundu и A. Dua, «Weak polyelectrolytes in the presence of counterion condensation with ions of variable size and polarizability,» Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment, т. 2014,№7,P07023, 2014.

[103] E. Y. Kramarenko, A. R. Khokhlov и K. Yoshikawa, «A three-state model for counterions in a dilute solution of weakly charged polyelectrolytes,» Macromolecular theory and simulations, т. 9, № 5, с. 249—256, 2000.

[104] C. Jesudason, A. Lyubartsev и A. Laaksonen, «Conformational characteristics of single flexible polyelectrolyte chain,» The European Physical Journal E, т. 30, № 4, с. 341, 2009.

[105] E. Turkoz, A. Perazzo, C. B. Arnold и H. A. Stone, «Salt type and concentration affect the viscoelasticity of polyelectrolyte solutions,» Applied Physics Letters, т. 112, № 20,203701(1—4), 2018.

[106] S. Kudaibergenov, W. Jaeger u A. Laschewsky, «Polymeric betaines: synthesis, characterization, and application,» b Supramolecular polymers polymeric betains oligomers, Springer, 2006, c. 157—224.

[107] M. Singh u N. Tarannum, «Polyzwitterions,» b Engineering of Biomaterials for Drug Delivery Systems, Elsevier, 2018, c. 69—101.

[108] A. Laschewsky, «Structures and synthesis of zwitterionic polymers,» Polymers, t. 6, № 5, c. 1544—1601, 2014.

[109] P. K. Singh, V. K. Singh u M. Singh, «Zwitterionic polyelectrolytes: a review,» e-Polymers, t. 7, № 1, 2007.

[110] A. B. Lowe u C. L. McCormick, «Synthesis and solution properties of zwitterionic polymers,» Chemical reviews, t. 102, № 11, c. 4177—4190, 2002.

[111] Y. Bar-Cohen u gp., «Electroactive polymer actuators as artificial muscles,» SPIE, Washington, 2001.

[112] X. Huang, P. Jiang u T. Tanaka, «A review of dielectric polymer composites with high thermal conductivity,» IEEE Electrical Insulation Magazine, t. 27, № 4, c. 8—16, 2011.

[113] A. O'Halloran, F. O'malley u P. McHugh, «A review on dielectric elastomer actuators, technology, applications, and challenges,» Journal of Applied Physics, t. 104, № 7, c. 9, 2008.

[114] P. Ariano, D. Accardo, M. Lombardi, S. Bocchini, L. Draghi, L. De Nardo u P. Fino, «Polymeric materials as artificial muscles: an overview,» Journal of applied biomaterials & functional materials, t. 13, № 1, c. 1—9, 2015.

[115] P. Brochu u Q. Pei, «Advances in dielectric elastomers for actuators and artificial muscles,» Macromolecular rapid communications, t. 31, № 1, c. 10—36, 2010.

[116] M. Muthukumar, «50th anniversary perspective: A perspective on polyelectrolyte solutions,» Macromolecules, t. 50, № 24, c. 9528—9560, 2017.

[117] D. V. Pergushov, E. V. Remizova, J. Feldthusen, A. B. Zezin, A. H. Miiller u V. A. Kabanov, «Novel water-soluble micellar interpolyelectrolyte complexes,» The Journal of Physical Chemistry B, t. 107, № 32, c. 8093—8096, 2003.

[118] V. A. Kabanov, «Polyelectrolyte complexes in solution and in bulk,» Russian Chemical Reviews, t. 74, № 1, c. 3, 2005.

[119] D. Mecerreyes, «Polymeric ionic liquids: Broadening the properties and applications of polyelectrolytes,» Progress in Polymer Science, t. 36, № 12, c. 1629—1648, 2011.

[120] R. Kumar u G. H. Fredrickson, «Theory of polyzwitterion conformations,» The Journal of Chemical Physics, t. 131, № 10, c. 104 901, 2009.

[121] J. P. Mahalik u M. Muthukumar, «Simulation of self-assembly of polyzwitterions into vesicles,» The Journal of chemical physics, t. 145, № 7, c. 074 907, 2016.

[122] A. A. Glagoleva, V. V. Vasilevskaya u A. R. Khokhlov, «Vesicle-Like Globules of Amphiphilic Macromolecules,» Macromolecular Theory and Simulations, t. 24, № 4, c. 393—398, 2015.

[123] D. E. Larin, A. A. Glagoleva, E. N. Govorun u V. V. Vasilevskaya, «Morphological diagram of amphiphilic H-graft-P macromolecules: Theory and computer experiment,» Polymer, t. 146, c. 230—241, 2018.

[124] V. V. Vasilevskaya u E. N. Govorun, «Hollow and Vesicle Particles from Macromolecules with Amphiphilic Monomer Units,» Polymer Reviews, t. 59, № 4, c. 625—650, 2019.

[125] K. F. Freed, «Functional integrals and polymer statistics,» Advances in Chemical Physics, c. 1—128, 1972.

[126] S. Forster u M. Schmidt, «Polyelectrolytes in solution,» b Physical Properties of Polymers, Springer, 1995, c. 51—133.

[127] K. Ghosh, G. A. Carri u M. Muthukumar, «Configurational properties of a single semiflexible polyelectrolyte,» The Journal of Chemical Physics, t. 115, № 9, c. 4367—4375, 2001.

[128] T. Odijk, «Polyelectrolytes near the rod limit,» Journal of Polymer Science: Polymer Physics Edition, t. 15, № 3, c. 477—483, 1977.

[129] J. Skolnick u M. Fixman, «Electrostatic persistence length of a wormlike polyelectrolyte,» Macromolecules, t. 10, № 5, c. 944—948, 1977.

[130] W. Kuhn, O. Kiinzle u A. Katchalsky, «Verhalten polyvalenter fadenmolekelionen in losung,» Helvetica Chimica Acta, t. 31, № 7, c. 1994—2037, 1948.

[131] P. J. Flory, «Molecular configuration of polyelectrolytes,» The Journal of Chemical Physics, t. 21, № 1, c. 162—163, 1953.

[132] M. Muthukumar, «Collapse transition of a stiff chain,» The Journal of chemical physics, t. 81, № 12, c. 6272—6276, 1984.

[133] M. R. Stukan, E. A. An, V. A. Ivanov u O. I. Vinogradova, «Stability of toroid and rodlike globular structures of a single stiff-chain macromolecule for different bending potentials,» Physical Review E, t. 73, № 5, c. 051804, 2006.

[134] J. Widom u R. L. Baldwin, «Cation-induced toroidal condensation of DNA: studies with Co3+ (NH3) 6,» Journal of molecular biology, t. 144, № 4, c. 431—453, 1980.

[135] L. C. Gosule u J. A. Schellman, «Compact form of DNA induced by spermidine,» Nature, t. 259, № 5541, c. 333, 1976.

[136] H. Noguchi, S. Saito, S. Kidoaki u K. Yoshikawa, «Self-organized nanostructures constructed with a single polymer chain,» Chemical physics letters, t. 261, № 4-5, c. 527—533, 1996.

[137] V. A. Bloomfield, «DNA condensation,» Current Opinion in Structural Biology, t. 6, № 3, c. 334—341, 1996.

[138] C. Wu u X. Wang, «Globule-to-coil transition of a single homopolymer chain in solution,» Physical review letters, t. 80, № 18, c. 4092, 1998.

[139] V. Vasilevskaya, A. Khokhlov, S. Kidoaki u K. Yoshikawa, «Structure of collapsed persistent macromolecule: toroid vs. spherical globule,» Biopolymers: Original Research on Biomolecules, t. 41, № 1,c. 51—60, 1997.

[140] K. Yoshikawa, M. Takahashi, V. Vasilevskaya u A. Khokhlov, «Large discrete transition in a single DNA molecule appears continuous in the ensemble,» Physical Review Letters, t. 76, № 16, c. 3029, 1996.

[141] G. Maurstad u B. T. Stokke, «Metastable and stable states of xanthan polyelectrolyte complexes studied by atomic force microscopy,» Biopolymers: Original Research on Biomolecules, t. 74, № 3, c. 199—213, 2004.

[142] S. Danielsen, K. M. Varum u B. T. Stokke, «Structural analysis of chitosan mediated DNA condensation by AFM: influence of chitosan molecular parameters,» Biomacromolecules, t. 5, № 3, c. 928—936, 2004.

[143] J. X. Tang, T. Ito, T. Tao, P. Traub u P. A. Janmey, «Opposite effects of electrostatics and steric exclusion on bundle formation by F-actin and other filamentous polyelectrolytes,» Biochemistry, t. 36, № 41, c. 12 600—12 607, 1997.

[144] J. X. Tang u P. A. Janmey, «Two distinct mechanisms of actin bundle formation,» The Biological bulletin, t. 194, № 3, c. 406—408, 1998.

[145] I. D. Vilfan, C. C. Conwell, T. Sarkar u N. V. Hud, «Time study of DNA condensate morphology: implications regarding the nucleation, growth, and equilibrium populations of toroids and rods,» Biochemistry, t. 45, № 26, c. 8174—8183, 2006.

[146] T. Iwaki, N. Makita и K. Yoshikawa, «Folding transition of a single semiflexible polyelectrolyte chain through toroidal bundling of loop structures,» The Journal of Chemical Physics, т. 129, № 6, 08B605, 2008.

[147] N. V. Hud и I. D. Vilfan, «Toroidal DNA condensates: unraveling the fine structure and the role of nucleation in determining size,» Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct., т. 34, с. 295—318, 2005.

[148] J. Zierenberg, M. Marenz и W. Janke, «Dilute Semiflexible Polymers With Attraction: Collapse, Folding And Aggregation,» Polymers, т. 8, № 9, с. 333, сент. 2016. DOI: 10 . 3390 / Polym8090333.

[149] Z. Ou и M. Muthukumar, «Langevin dynamics of semiflexible polyelectrolytes: Rod-toroid -globule-coil structures and counterion distribution,» The Journal of Chemical Physics, т. 123, №7, с. 074 905,2005.

[150] T. X. Hoang, A. Giacometti, R. Podgornik, N. T. Nguyen, J. R. Banavar и A. Maritan, «From toroidal to rod-like condensates of semiflexible polymers,» The Journal of Chemical Physics, т. 140, №6, 02B612_1, 2014.

[151] M. J. Stevens, «Simple simulations of DNA condensation,» Biophysical journal, т. 80, № 1, с. 130—139, 2001.

[152] J. A. Martemyanova, M. R. Stukan, V. A. Ivanov, M. Muller, W. Paul и K. Binder, «Dense Orientationally Ordered States Of A Single Semiflexible Macromolecule: An Expanded Ensemble Monte Carlo Simulation,» The Journal Of Chemical Physics, т. 122, № 17, с. 174 907, май 2005. DOI: 10.1063/1.1888525.

[153] T. Schneider и E. Stoll, «Molecular-dynamics study of a three-dimensional one-component model for distortive phase transitions,» Physical Review B, т. 17, № 3, с. 1302, 1978.

[154] A. Y. Grosberg и D. Kuznetsov, «Quantitative theory of the globule-to-coil transition. 1. Link density distribution in a globule and its radius of gyration,» Macromolecules, т. 25, № 7, с. 1970—1979, 1992.

[155] T. Boublik, C. Vega и M. Diaz-Pena, «Equation of state of chain molecules,» The Journal of chemical physics, т. 93, № 1, с. 730—736, 1990.

[156] A. L. Archer и G. Jackson, «Theory and computer simulations of heteronuclear diatomic hard-sphere molecules (hard dumbbells),» Molecular Physics, т. 73, № 4, с. 881—896, 1991.

[157] N. V. Brilliantov, «Accurate First-Principle Equation of State for the One-Component Plasma,» Contributions to Plasma Physics, т. 38, № 4, с. 489—499, 1998.

[158] A. Ermoshkin u M. Olvera de La Cruz, «A modified random phase approximation of polyelectrolyte solutions,» Macromolecules, t. 36, № 20, c. 7824—7832, 2003.

[159] Y. A. Budkov, A. Kolesnikov, N. Georgi, E. Nogovitsyn u M. Kiselev, «A new equation of state of a flexible-chain polyelectrolyte solution: Phase equilibria and osmotic pressure in the salt-free case,» The Journal of chemical physics, t. 142, № 17, c. 174 901, 2015.

[160] P. Khalatur, «Effect of volume interactions on the shape of a polymer coil,» Polymer Science USSR, t. 22, № 10, c. 2438—2448, 1980.

[161] Z. Wang u M. Rubinstein, «Regimes of conformational transitions of a diblock polyampholyte,» Macromolecules, t. 39, № 17, c. 5897—5912, 2006.