شبيه سازي ديناميك مولكولي رفتار خودآرايي (Self-assembly) كوپليمرهاي بلوكي آمفي فيليك در حضور نانوذره

كارشناسي ارشد

در‌اين رساله قابليت پوشينه سازي سطح گرافن با كوپليمر بلاكي زيست سازگار و زيست تخريب پذير پلي اتيلن گلايكول-پلي كاپرولاكتان (PEG-PCL) كه داراي‌‌يك بلاك آبدوست و يك بلاك آبگريز است توسط ابزار شبيه سازي ديناميك مولكولي (MD) مورد تحقيق قرار گرفت. براي‌اين منظور، ابتدا ويژگي‌ها و رفتار ديناميكي كوپليمر بلاكي PEG45-PCL12 با 12 واحد تكرار شونده‌‌ي بلاك آبگريز توسط شبيه سازي ديناميك مولكولي بررسي شد. نتايج شبيه سازي در چهارچوب تابع توزيع شعاعي (RDF), ميانگين مربع جابجايي،(MSD) نمايه‌‌ي چگالي و انرژي برهم¬كنش گرافن و كوپليمر بلوكي و هم چنين انرژي برهم كنش كوپليمر بلوكي و مولكول‌هاي آب مورد بررسي قرار گرفت. سپس اثر طول بلاك آبگريز كوپليمر بلاكي PEG-PCL در بهبود فرايند پوشانندگي سطح گرافن مورد مطالعه قرار گرفت. مطابق نتايج بدست آمده از شبيه سازي، با افزايش طول بلاك آبگريز پوشانندگي كوپليمر بلوكي روي سطح گرافن افزايش‌‌يافت. علت‌اين امر مربوط به آبگريز بودن بلاك پلي كاپرولاكتان است كه با افزايش طول، باعث افزايش پوشانندگي بر روي سطح آبگريز گرافن شده است. در‌اين كوپليمر، بلاك آبگريز PCL عامل اصلي در بهبود رفتار پوشانندگي است. به منظور پوشينه كردن گرافن، بلوك آب گريز و زيست سازگار PCL به بلاك اوليه پلي اتيلن گلايكول (PEG) با دوازده واحد تكراري جهت ساخت كوپليمر بلوكي و تشكيل مايسل در محيط آبي اضافه شد. از آنجايي كه اضافه كردن بلاك آب¬گريز بر بهبود فرايند پوشانندگي تاثيرگذار است، اثر طول زنجير آب¬گريز بر فرايند پوشانندگي گرافن مورد بررسي قرار گرفت. مطابق نتايج بدست آمده مقدارقدر مطلق انرژي برهم كنش بين گرافن با كوپليمر بلوكي PEG45-PCLM با افزايش M از 12 به 87 افزايش‌‌يافت. از‌اين رو با افزايش طول زنجير بلوك آب¬گريز، فرايند پوشانندگي سطح گرافن بهبود‌‌يافت. در ادامه اثر فشار بر فرايند پوشانندگي كوپليمر بلوكي بر سطح گرافن بررسي شد. نتايج نشان داد با افزايش فشار از 5 به 20 و سپس به 50 بار و افزايش طول بلاك آبگريز به 87 فرايند پوشانندگي به طرز چشم گيري افزايش‌‌يافت. از‌اين رو نتايج تحقيق حاضر مي‌تواند زمينه ساز بررسي آتي بهينه سازي پوشانندگي سطوح كربني توسط كوپليمر‌هاي بلوك و كاربرد آن‌ها به عنوان نانوحامل‌هاي دارويي باشد.

195864

دانشگاه علم و صنعت ايران

محمد امين كوچكي محمد پور

مهندسي شيمي-پليمر

محمد رضا مقبلي