Учебное пособие. – СПб: Университет ИТМО, 2015. – 74 с.Пособие адресовано для студентов, обучающихся по направлениям 16.04.01 «Техническая физика», 18.04.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» и 19.04.01 «Биотехнология»
Содержит общие положения о статистических свойствах и динамике макромолекул, а также о моделировании полимерных систем.Содержание
Введение
Статистические свойства макромолекул
Многообразие макромолекул
Модели полимерной цепи
Модель свободно-сочлененной цепи
Модель цепи с фиксированными валентными углами
Приближенные модели для реальных цепей
Модель персистентной (червеобразной) цепи
Общие свойства идеальных (гауссовых) цепей
Эффекты исключенного объема в полимерном клубке
Набухание полимерного клубка в хорошем растворителе
Свойства самонепересекающих цепей
Качество растворителя (идеальный и набухшему клубок)
Динамика макромолекул
Поворотно-изомерные переходы
Модель Рауза и Модель Зимма
Влияние концентрации на динамику
Рептационная модель
Коэффициент диффузии
Характеристическая вязкость
Максимальное время релаксации
Вязкоупругость. Релаксационный модуль
Молекулярно-динамическое моделирования полимерных систем
Моделирование одноатомных газов
Молекулярная динамика. Уравнения движения Ньютона
Стохастическая динамика
Броуновская динамика
Потенциалы взаимодействия для одноатомных молекул
Периодические граничные условия
Статистические ансамбли и термостатирование
Термостат Берендсена
Термостат масштабирования скоростей
Термостат Нозе-Гувера
Баростатирование
Баростат Берендсена
Баростат Парринелло-Рамана
Задание начальных координат молекул
Общий алгоритм МД расчета для одноатомных газов
Моделирование полимерных молекул
Механические модели полимерных цепей
Задание начальных конформаций сложных молекул
Минимизация энергии системы
Алгоритм МД расчетов для сложных молекул
Обработка результатов
Список использованных источников
Приложение. Вывод некоторых уравнений полимерной динамики для моделей Рауза и Зима
