Похоже на резину, но не резина – что это? | Наука 21 век

Наука 21 век » Похоже на резину, но не резина – что это?





Похоже на резину, но не резина – что это?

Апрель 3rd, 2014

Похоже на резину, но не резина – что это?Экспериментальное и математическое изучение поведения полимеров в концентрированных растворах – очень перспективное направление. Благодаря нему мы поняли, почему резина обладает эластичностью. Отличительной чертой таких материалов является то, что длинные «сцепленные»молекулы проникают друг в друга и переплетаются на концах, формируя очень прочные связи, благодаря которым вещество всегда возвращается к изначальной структуре после растягивания.

Похоже на резину, но не резина – что это?Поведение плотных растворов «кольцевых» полимеров (они выглядят как петли и не имеют свободных концов) – совсем иное. Анджело Роса (Angelo Rosa), физик-теоретик из SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, Международной школы специальных исследований,Триест) и Ральф Эверерс (Ralf Everaers) из Высшей нормальной школы Лиона придумали высокоэффективный численный метод изучения таких материалов, который они собираются применить в биологических исследованиях.

«Из-за особенностей своего строения кольцевые полимеры лишены свободных концов, и поэтому в растворе они неспособны переплетаться друг с другом и образовывать связи, как это делают обычные линейные полимеры. Мы хотели разобраться в физике этих странных растворов и построили несколько моделей, предсказывающих их поведение. Сравнение наших моделей с предыдущими (созданными на основе других методов) подтвердило их эффективность», - рассказывает Роса.

«Само интересное в нашем исследовании – оно существенно сокращает время анализа. Также мы выяснили, что по сравнению с плотными растворами линейных полимеров (которые лежат в основе стандартных вязкоупругих материалов, вроде резины), кольцевые полимеры очень хрупкие: такой полимер очень неохотно сцепляется с другими и остается топологически изолированным на одном участке», - добавил ученый.

Роса и Эверерс собираются продолжить свое исследование в сфере биологии. «Кажется, наши модели кольцевых полимеров пригодятся для понимания хромосом, растворяющихся в клеточном ядре. Хотя хромосома и не является кольцевым полимером, она ведет себя во многом сходным образом – она долгое время остается в топологической изоляции от других хромосом, растворенных в цитоплазме», - говорит Роса.

Исследование представлено в журнале Physical Review Letters.

По материалам пресс-релиза SISSA.

На иллюстрации: раствор кольцевых полимеров (каждый цвет соответствует одному полимеру).

Артём Космарский nauka21vek.ru