ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. Строение обратных мицелл 9
1.2. Электрические свойства обратных мицелл 11
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 13
2.1. Метод молекулярной динамики 13
2.2. Детали моделирования 14
2.3. Составы моделируемых систем 15
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 17
3.1. Распределение компонентов внутри обратных мицелл 17
3.2. Локальный электрический потенциал и электрическое поле обратных мицелл 19
3.3. Средний квадрат дипольного момента обратных мицелл 24
ВЫВОДЫ 27
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28
В настоящее время обратные мицеллы являются популярным объектом исследования, что связано с их физико-химическими свойствами.
Обратные мицеллы представляют собой результат самосборки молекул поверхностно-активных веществ (ПАВ) и воды в объеме неполярного растворителя. Такие смеси являются коллоидными растворами, обладающими термодинамической стабильностью.
Особое внимание уделяется их применению в различных областях деятельности человека. Микроэмульсии используют в топливной промышленности. Био-масла, добавляемые в дизельное топливо, позволяют снизить уровень выброса окисей азота в атмосферу, и для стабизации подобной смеси были использованы коммерчески доступные ПАВ [1]. В косметической промышленности находят широкое применение трансдермальные мицеллы на основе гиалуроновой кислоты, способные проникать в более глубокие слои кожи [2]. В медицине это позволяет осуществлять доставку лекарств через кожный покров.
Обратные микроэмульсии могут быть использованы в синтезе металлических наночастиц, при котором обратные мицеллы выступают как матрицы [3]. В таком случае для подбора ПАВ должны быть изучены электрические свойства обратных мицелл, в частности, двойной электрический слой.
Экстракция белков, успешно проведенная с помощью неионогенных ПАВ, может быть использована как в аналитических целях, так и в медицинских [4].
Для диагностики онкологических заболеваний, мицеллы могут быть использованы как носители для доставки наночастиц золота, при совместном применении с компьютерной томографией [5].
Существенной особенностью обратных мицелл является их способность солюбилизации различных молекул, плохо растворимых в неполярной среде. Поскольку эти молекулы должны проникнуть в водное ядро агрегата через заряженную оболочку ионных ПАВ, то изучение электрических свойств этих агрегатов является важной задачей. Для подробного исследования таких свойств удобно использовать метод молекулярной динамики, позволяющий рассмотреть строение агрегатов в обратных микроэмульсиях.
Таким образом, главной целью моей ВКР является компьютерное моделирование обратных мицелл с ПАВ AOTNa [бис(2-этилгексил) сульфосукцинат натрия] и (AOT)2Ca [бис(2-этилгексил) сульфосукцинат кальция] с добавкой соли и в ее отсутствии в изооктане методом молекулярной динамики с последующим изучением электрических свойств полученных агрегатов. Выбор данного ПАВ обусловлен его коммерческой доступностью и хорошей способностью инкапсулировать водную фазу.
Задачи работы:
1) Провести литературный обзор по выбранной теме исследования
2) С помощью компьютерного моделирования собрать обратные мицеллы NaAOT и Ca(AOT)2 с добавкой соли и без добавки.
3) Исследовать распределения компонентов в полученных агрегатах
4) Изучить электрические свойства обратных мицелл.
ВЫВОДЫ
1. Для всех агрегатов без добавок соли характерно преимущественное распределение противоионов в водном ядре вблизи заряженной поверхности обратных мицелл.
2. Вклады воды и ионов в распределение локального электрического потенциала компенсируют друг друга с образованием результирующего распределения электрического потенциала с характерным максисмумом в области поверхностей обратных мицелл.
3. Электрический слой обратных мицелл имеет более сложное строение в отличие от ДЭС. Был сделан вывод о том, что это связано со сложной структурой головы ЛОТ’.
4. Уменьшение размера обратной мицеллы при прочих равных приводит к сужению электрического слоя и усилению электрического поля в области поверхности обратных мицелл.
5. Средний квадрат дипольного момента обратных мицелл зависит только от их радиуса, и независит от противоионов и добавок соли.
