Компьютерное моделирование амфифильных микрогелей с гидрофобными боковыми группами

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

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

Авторлар туралы

R. Gumerov

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

N. Bushuev

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

M. Anakhov

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

I. Potemkin

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

Email: igor@polly.phys.msu.ru
119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

Әдебиет тізімі

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

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025