Компьютерное моделирование амфифильных микрогелей с гидрофобными боковыми группами

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

About the authors

R. A. Gumerov

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

N. V. Bushuev

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

M. V. Anakhov

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

119991 Moscow, Lenin Hills, 1, building 2

I. I. Potemkin

Lomonosov Moscow State University. Faculty of Physics

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

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».