Лиотропные структуры

Следовательно, образование лиотропных жидкокристаллических структур (анизотропных растворов полимеров) происходит при сочетании следующих факторов достаточно большая молекулярная масса стержнеобразная конформация полимерной цепи (сегмент Куна достаточно велик) растворитель способен растворять полимер при концентрации, большей С р соответствующая температурная область для данной системы полимер -растворитель. [c.153]

В зависимости от особенностей упаковки цепных молекул различают лиотропные и термотропные полимерные жидкие кристаллы [53]. Лиотропное жидкокристаллическое состояние наиболее характерно для жесткоцепных полимеров, способных к весьма специфическому фазовому расслоению. Жидкие кристаллы этого типа обычно представляют собой двух- или трехкомпонентные системы, различающиеся по типу структур на слоистые, стержневидные и кубические. В термотропном жидкокристаллическом состоянии обычно находятся линейные блок-сополимеры и гребнеобразные полимеры. Их термодинамически устойчивое мезоморфное анизотропное состояние занимает промежуточное положение по отношению к твердой и жидкой фазам. [c.30]

В гелях гребнеобразных полимеров и блок-сополимеров обычно образуются лиотропные жидкокристаллические структуры следующих типов нормальные, обращенные (гексагональные и кубические), ламелярные и складчатые [58]. Структура геля блок-сополимера при изменении его состава может меняться в пределах одной и той же морфологии, а при изменении соотношения блоков происходит переход от одной морфологии к другой (сфера — цилиндр — ламель). Термотропные жидкокристаллические полимеры, характеризующиеся самопроизвольно возникающей анизотропией физических свойств, образуются только при их нагревании или охлаждении. [c.31]

Пластинчатые мицеллы являют собой пример жидкокристаллического состояния вещества. По характеру расположения молекул они являются смектическими жидкими кристаллами, которым свойственна слоистая структура при наличии ближнего порядка упаковки молекул в слоях Такие жидкие кристаллы называют лиотропны-м и, поскольку они существуют в жидкой среде, являющейся вторым компонентом системы (тогда как обычные жидкокристаллические системы однокомпонентны). Пластинчатые мицеллы, в отличие от сферических, слабо заряжены, что обусловлено высокой степенью связывания противоионов поверхностью мицелл вследствие высокой ионной силы концентрированных растворов ПАВ. [c.43]

Переходу раствора ВМВ в студень способствует ряд факторов увеличение концентрации раствора, понижение температуры и добавка к раствору веществ, уменьшающих гидратацию частиц и снижающих вследствие этого устойчивость системы (например, электролитов). Так, при добавлении к раствору высокополимера электролитов на процесс перехода раствора в студень оказывают влияние, главным образом, анионы. Все анионы по их способности влиять на скорость застудневания можно расположить в лиотропный ряд такого же вида, который был рассмотрен при изучении высаливающего действия анионов. Чем больше ион проявляет способность гидратироваться, тем активнее в его присутствии происходит дегидратация частиц, что облегчает соединение их между собой и образование структуры. Ниже приведен ряд анионов [c.367]

Денатурирующими агентами могут быть различные химические факторы кислоты и щелочи, изменяющие реакцию среды белковых растворов, выходящую за пределы значения pH от 3 до 10, т. е. лежащего вне зоны устойчивости белковых молекул разные легко гидратирующиеся соли, которые могут не только высаливать белки, по и денатурировать их в этом отношении остается справедливым лиотропный ряд для анионов Гофмейстера, в котором роданид и близлежащие к нему анионы вызывают денатурацию, в противоположность сульфатному концу ряда органические растворители, например ацетон, этиловый и метиловый спирты и др., снимающие водную оболочку у белков соответствующие окислители, производящие разрыв дисульфидных мостиков в белковой молекуле гуанидин и карбамид (мочевина), изменяющие количество водородных связей и, следовательно, конфигурацию белка (как бы производят плавление его комплексной спиральной структуры) и др. [c.209]

Добавляя вещества, модифицирующие поверхность (ПАВ, электролиты), можно изменять ее лиотропные свойства и тем сЯ мьш способствовать или препятствовать образованию структур, т. е. влиять на их свойства. Так, в системах с водной средой электролиты частично дегидратируют поверхность, способствуя структурообразованию при некоторой оптимальной концентрации. При более высоких концентрациях электролита дегидратация происходит по всей поверхности и вследствие полной коагуляции структура не образуется. [c.269]

Не до конца ясным остается вопрос о доменах в лиотропных полимерных системах. По-видимому, эти домены существуют и в покоящихся системах, не подверженных воздействию внешних полей. Формально это можно объяснить наличием все того же особого направления, совпадающего с осью цепи, которое может рассматриваться как внутренний аналог ориентирующего внешнего поля. Ясно, что образование устойчивых доменов возможно, только если при этом понижается энергия Гиббса. В низкомолекулярных жидких кристаллах реализуется квазинепрерывная структура в статических условиях, и ориентационный дальний порядок поддерживается в достаточно больших областях, отчетливо не ограниченных (т. е. направление директора меняется плавно), ситуация меняется лишь при наложении электромагнитных полей. [c.358]

Мы рассмотрели два основных типа полимерных жидких кристаллов — лиотропные и термотропные. Иногда к третьему типу относят образуемые блок-сополимерами суперкристаллы, структуре которых был посвящен разд. II. 4. [c.365]

Наиболее проста ситуация с лиотропными полимерными жидкими кристаллами, образованными жесткими макромолекулами (см. гл. XV). В отличие от низкомолекулярных жидких кристаллов такие системы, по-видимому, содержат домены той же природы, что блоки мозаики в обычных поликристаллах, даже прп отсутствии внешних полей. Для получения одноосной ориентации в такой системе достаточно развернуть эти домены механическим полем, подобно тому, как это достигается в магнитном или электрическом поле (рис. XVI. 14). Высокая ориентация достигается уже при малых X, а удаление растворителя и термообработка обеспечивают образование кристаллической структуры типа рис. XVI. 3 с высокими прочностями и модулями. [c.388]

Степень высаливания солями и растворимость в их растворах различна у разных протеинов. Вероятно здесь сказывается их химическая структура. На этой разнице высаливания и растворимости основано разделение протеинов из их смесей. Химическая природа соли также имеет значение, и по силе их высаливающего действия составлены ряды, называемые лиотропными. По убывающей силе действия для катионов имеет место следующий ряд [c.27]

Кратко обсуждается роль лиотропных жидкокристаллических структур в трех аспектах проявления жизни - росте, механической реакции на внешний химический раздражитель и условном рефлексе. [c.2]

Кроме описанных выше структур жидкокристаллических фаз в растворах амфифила в воде, связанных с определенной упаковкой мицелл, существует еще одна, широко распространенная возможность упаковки молекул амфифила в водных растворах, также приводящая к одной из лиотропных жидкокристаллических фаз. Это так называемая ламеллярная структура, в которой имеются параллельные, чередующиеся слои амфифила и воды, причем спои амфифила являются двойными, в них к центру слоя обращены гидрофобные хвосты, образующие органическую жидкость, а полярные головки молекул обращены к соседним с двойным слоем амфифила слоям воды. В ламеллярных гексагональных, кубических [c.45]

Полимеры, как правило. Плохо растворимы друг в друге. Будучи смешаны, два различных полимера легко сегрегируют. Различные цепи молекулы блок-сополимера также стремятся сегрегировать. Поскольку, однако, химическая связь между этими двумя цепями блок-сополимера препятствует их разделению, в растворе блок-сополимера в низкомолекулярном растворителе (растворяющем преимущественно одну из цепей блок-сополи-мера и не растворяющем другую цепь) образуются те же Микрогетерогенные структуры, что и в лиотропных жидких кристаллах при растворении амфифила в воде. [c.90]

Живые объекты отличаются от неживых обменом веществ — непременным. условием жизни, способностью к размножению, росту, активной регуляции своего состава и функций, к различным формам движения, раздражимостью, приспособляемостью к среде и т.д. [1]. Все разнообразные известные формы жизни так или иначе связаны с живой клеткой. Исследования с Помощью оптического микроскопа, электронной микроскопии, дифракции рентгеновских лучей и др. методов показали, что в живой клетке имеются разнообразные структуры, многие из которых похожи на структуры лиотропных жидких кристаллов. Обзор этих структур в живой клетке содержится в монографии [2] и в [3]. [c.91]

Так, присоединение гидрофобного или гидрофильного аттрактанта или репеллента к белку-хеморецептору, структура которого, по крайней мере частично, носит черты лиотропного жидкого кристалла (см. гл. 4), сдвигает равновесие между различными доменами белковой молекулы и вызывает конформационные изменения в молекуле и прилегающей к ней мембране бактерии. [c.100]

Таким образом, для процесса сенсорной передачи также существенно наличие в клетке лиотропной жидкокристаллической структуры, каковой является цитоплазматическая мембрана. [c.103]

Важной областью исследований, проводимых в настоящее время, является разработка полимеризующихся ПАВ, дающих двухмерные полимерные пленки, которые бы были механически прочными и молекулярно предрасположенными к специфическому связыванию. Такая бесконечно малая микроинкапсуляция, конечно же, еще далека от использования в промышленных масштабах, однако за последние десятилетия сделан большой шаг вперед [74,75]. Вселяют надежду недавно предложенные полимери-зуемые липиды, такие как РЕ и P (рис. 5.44,5.45), поскольку было показано, что они полимеризуются с сохранением достаточной гибкости для поддержания лиотропной структуры мезофазы. [c.197]

В настоящей главе мы рассмотрим роль жидкокристаллических лиотропных структур (или структур, подобных им) в трех аспектах проявления жизни. Мы рассмотрим рост живого объекта, механическую реакцию (проявляющуюся в направленном движении) живого объекта на внеиший химический раздражитель (это явление называется хемотаксисом) и, наконец, условный рефлекс у живого объекта. Мы ограничимся лишь кратким изложением отдельных сторон этих вопросов, акцентируя внимание на роли надмолекулярных жидкокристаллических структур в этих явлениях. Более полное изложение этих и связанных с ними вопросов читатель может найти в ссылках, которые будут приведены ниже. При изложении вопроса мы ограничимся лишь отдельными биологическими объектами, наиболее простыми или наиболее подробно изученными к настоящему времени. [c.91]

Системы с пониженной размерностью. Обычные теории межмолекулярного вклада в протонную магнитную релаксацию, предложенные для трехмерных систем, не применимы для систем с пониженной размерностью, например для одномерных (Ш) или двумерных (2D) систем. Вместе с тем при исследовании структуры воды в гидрофильных объектах системы такого типа встречаются довольно часто например, вода, адсорбированная на плоской подложке, вода между плоскими пластинками слоистых силикатов или вода в плоских бислоях лиотропных жидких кристаллов — все это характерные примеры 2D-систем. Обзор теорий магнитной релаксации для систем с пониженной размерностью дан в работе [607]. Интересной особенностью неограниченных систем с пониженной размерностью является то, что для них функция спектральной плотности при малых частотах расходится и I (со- 0)->оо. Для ограниченных систем (когда величина d на рис. 14.1 конечна) расходимости при малых частотах нет, но для таких систем на кривой зависимости T i(t ) наблюдаются два минимума, соответствующие условиям (uqT 1 и (ooTiat l, где -Tiat ii /(4D, ). Детальное обсуждение экспериментальных результатов по ЯМР релаксации в ограниченных двумерных системах приведено в работе [608]. [c.237]

Для определения надмолекулярных структур непосредственно в керне был использован метод диэлектрической спектроскопии. Диэлектрические исследования показали, что виды надмолекулярных структур изучаемых остаточных нефтей представлены твер-докристалическими и лиотропными жидкокристалическими фазами, а также молекулярными агрегатами типа сферических мицелл. [c.94]

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ — термодинамически устойчивое состояние веще-стпа, промежуточное по своим свойствам между жидким состоянием и кристаллическим. На диаграмме состояния Ж- к. всегда имеют четкую замкнутую область устойчивого существования. Известно около 3000 органических веществ, способных к образованию Ж- к. Молекулы этих веществ имеют удлиненную форму, а наличие боковых ответвлений сокращает область существования Ж. к. Для Ж. к. известны две структурные формы существования 1) нематическая форма, при которой молекулы вытянуты параллельно друг другу, и 2) смектическая форма, в которой молекулы образуют слои, располагаясь перпендикулярно к плоскости этих слоев. Некоторые коллоидные системы, например водные растворы мыл, дают образования типа Ж. к., называемые лиотропными. По мере увеличения количества растворителя система становится сначала смектической, затем нематической и, наконец, переходит в изотропную жидкость. В смектических мыльных растворах молекулы мыла образуют двойные слои, обращенные полярными группами к воде, выполняющей роль прослойки между этими двойными слоями. Наличие такой структуры объясняет моющее действие мыльных растворов. Исследование Ж- к. имеет важное значение для теории строения вещества и представляет большой интерес для техники, био-логин медицины. [c.97]

Мезоморфные состояния. Вещества, состоящие из цепных молекул, могут быть переведены в состояние, промежуточное (мезоморфное) между твердым и жидким. При плавлении или растворении таких веществ получают жидкие (по агрегатному состоянию) системы, но характеризующиеся анизотропией свойств, что является признаком кристаллического состояния вещества. Поэтому такие системы называют жидкими кристаллами. Различают жидкие кристаллы термотропные, полученные нагреванием твердых кристаллов, и. лиотропные, образовавшиеся в результате растворения вещества. По структуре (рис. 31) жидкие кристаллы могут быть нематическими (от греч. nema — нить) и смектическими (от греч. sme ta — мыло). В последнем случае кроме продольной ориентации молекул явно выражено их [c.87]

В лиотропных (или термотропных) полимерных жидких кри- сталлах с предшествующей статической доменной структурой надо, очевидно, принимать во внимание две функции и два лараметра ориентацпи — осей молекул внутри домена и директоров для разных доменов при наличии внешней ориентации. [c.359]

Мерность и фрактальная структура макромолекул могут самым непосредственным образом отразиться на значениях скейлинговых показателей, получающихся, скажем, при измерениях [т]]. В опытах с лиотропно-мезогенным жестким а-спи-ральным поли-у-бензил- -глутаматом (ПБГ) при повышении концентрации можно было наблюдать изменения скейлинговых показателей по отношению к зависимости аналога [т]] при конечной концентрации [г ] = д. п х г1(1с ([т)] —текущая характеристическая вязкость г г — относительная вязкость) в сторону уменьшения, которое для гибкоцепных полимеров удобнее всего было сначала трактовать именно как предсказываемое теорией и опытами поджатие клубков с ростом с. Однако ни о каком поджатии у стержневидных молекул ПБГ говорить не приходится, и почти скачкообразное уменьшение в очень узком интервале концентраций скейлинговых показателей по отношению к М или с приходится объяснять уже с позиций динамического скейлинга потерей (из-за взаимных помех) одной вращательной степени свободы в макроброуновском движении. Конечно, у ПБГ это следует понимать буквально и как сигнал будущего перехода в мезоморфное — нематическое состояние. Клубки же, разумеется, не могут превратиться в диски, но уменьшение их вращательного вклада в [г ] — такое же, как если бы их координационная сфера превратилась в координационный диск . Наблюдать этот переход поведения легко в координатах 1пт1г = /(с), когда при некоторой концентрации кривая спрямляется, достигая наклона, который был бы у [т)] в 0-точке (как по с, так и по Л1, в координатах МКХ). Однако [c.398]

В случае пленок из МЭК и ХБ из-за фазового распада гомогенных структур, определяемого по помутнению пленок, зависимости скорости дегидрохлорирования ПВХ от содержания ПММА в смеси приобретают вид, типичный для ингибирования распада ПВХ в присутствии ПММА. Фазовая структура пленочных образцов будет зависеть от соотношения полимеров в смеси, от природы растворителя и режима образования твердой пленки. Фазовая структура данной бинарной системы, как известно [12], может формироваться вдали от равновесия ПВХ-ПММА. По соотношению количеств фаз эта структура определяется наличием равновесия ПВХ-ПММА-растворитель в поле тройной диаграммы в области резкого возрастания вязкости системы, обусловленного либо фазовыми превращениями (распад фаз с образованием твердого осадка), либо стеклованием жидких фаз (релаксационный переход), либо лиотропным гелеобразованием. Разные механизмы стабилизации надмолекулярных структур ПВХ-ПММА, возникающих при концентрировании растворов в разных растворителях в совокупности с заторможенностью процессов массообмена при разделении фаз и релаксации структурной неравновесности в фазе каждого полимера, приводят в конечном итоге к разным кинетическим зависимостям скорости деструкции твердых смесевых образцов от состава. Переходный слой представляет из себя суперпозицию межфазной границы (сегментальная совместимость компонентов), структурно-возмущенной области (зона значительного конформационного напряжения) и области диффузионного смешения компонентов, что находится в хорошем соответствии с данными работы [15]. Природа растворителя оказывает существенное влияние как на характер распределения концентрации ПВХ, так и на строение зоны сопряженных фаз. При использовании плохого растворителя (толуола) переходный слой представляет собой резкую межфазную границу, в пределах которой наблюдается скачко- [c.254]

Одно из основных отличий лиотропных жидких кристаллов от растворов молекул-шариков - это появление микрогетерогенности будучи макроскопически однородными, лиотропные жидкие кристаллы в то же время микроскопически неоднородны, они характеризуются определенным микроскопическим пространствешшм масштабом. Эта микрогетерогенность проявляется в образовании в растворе различных регулярных и нерегулярных структур, и1ементами которых являются пластины, трубочки, шарики, состоящие из молекул одного или нескольких компонентов раствора. В предлагаемой монографии основное внимание уделяется именно структурной стороне физики лиотропных жидких кристаллов и растворов полимеров. [c.5]

Микрогетерогенные растворы могут существовать не только в виде слоистых структур. В лиотропных жидких кристаллах известны гексагональная, кубическая и другие периодические структуры, а также непериодические структуры - мицеллярные растворы, которые, однако, также характеризуются определенным простршственным масштабом - размером плавающих в растворителе мицелл растворенного вещества (сгустков молекул амфифила, например шариков, ядра которых образованы углеводо-родньп ш хвостами молекул амфифила, а полярные головки молекул со- [c.12]

Одно замечание общего характера следует сделать относительно воды, являющейся очень распространенным растворителем, особенно в живых системах. При комнатных температурах вода довольно близка к своей точке замерзания. В концентрированных водных растворах, особенно в коллоидальных растворах и в растворах анизотропных молекул в воде (лиотропные жидкие кристаллы), влияние растворенного вещества на структуру воды может оказаться таким, что она приблизится к структуре льда. В воде могут появиться кристаллики (кластеры), имеющие структуру льда. Количество этих кристалликов, или кластеров, увеличивается с увеличением концентрации растворенного вещества и приближает структуру воды в растворе к структуре льда. Вязкость воды увеличивается, у раствора появляется пластичность, и он постепенно приобретает свойства твердого тела. Постепенное появление свойств твердого тела у раствора по мере увеличения его концентрации иллюстрируется рис. 2.21, на котором приведена найденная экспериментально зависимость величины мёссбауэровского поглощения (присущего твердому состоянию вещества и отсутствующего в жидкостях) от концентрации растворенного в воде вещества (см. также раздел 3.6). [c.35]

Наряду с перечисленными структурами жидкокртсталлических фаз растворов ам4 [фила в воде следует упомянуть еще об одной структуре. Эта структура, имеющая кубическую симметрию, была уже изображена на рис. 35. Хотя эта стрзп<тура обладает трехмерным дальним порядком (она экспериментально изучена для случая безводного миристата натрия [5]), ее обычно относят к жидкокристаллической структуре, поскольку она обладает микроструктурой такого же ти1 а, как и истинные лиотропные жидкие кристаллы, а именно, углеводородные цейи миристата натрия уложены внутри цилиндрических мицелл, а полярные группы молекул образуют внешнюю поверхность этих цилиндров. Разветвленная сеть цилиндрических мицелл, расположенных в пространстве регулярным образом, напоминает по своей структуре так называемую микротрабекуляр-ную (слово трабекула означает перекладина ) сеть, обнаруженную экспериментально с помощью высоковольтного электронного микроскопа в живых клетках. [c.49]

Следует упомянуть, что наиболее точные сведения о пространственной структуре жидкокристаллических фаз получаются с помощью исследований методом рентгеновской дифракции. Идентификация лиотропной жидкой кристаллической структуры производится по отношениям основных межплоскостных периодов (расстояние между плоскостями, дающими брегговские отражения), которые составляют для ламеллярной фазы [c.49]

Специфическим видом текстур диотропных жидких кристаллов являются так называемые миелиновые фигуры. Миелиновые фигуры представляют собой трубчатые структуры, образующиеся в растворах амфифила в воде. Миелиновые фигуры возникают в растворах таких амфифилов, которые не образуют нормальной гексагональной фазы, так что в них возможно сосуществование ламеллярной фазы лиотропного жидкого кристалла и истинного или мицеллярного раствора амфифила в воде. [c.64]

Эксперимент показывает, что двойной блок-сополимер в низкомолекулярном растворителе, растворяющем лишь одну из цепей, образует кубическую, гексагональную ламеллярную, обратную гексагональную и обратную кубическую жидкокристаллические структуры. Области существования различных лиотропных жидкокристаллических структур в растворах блок-сополимера в низкомолекулярном растворителе, растворяющем одну Из цепей, показаны на рис. 4.18, где приведены данные по определению жидкокристаллической структуры растворов двухблочных сополимеров полиме-тилметакрилата-полигексилметакрилата в ацетонитриле (который используется как растворитель для блоков полиметилметакрилата) в зависимости от содержания низкомолекулярного растворителя в растворе при различных соотношениях длин двух цепей в блок-сополимере. [c.90]

Описанную самосборку ВТМ можно интерпретировать следующим образом. Если предположить, что боковая поверхность белковых субъединиц, имеющих вид усеченных конусов, является гидрофобной, а поверхность их оснований, большого (наружного) и малого (внутреннего), носит гидрофильный характер, то в воде система таких конусов должна собраться в цилиндрические или сферические полые (заполненные водой) мицеллы. При укла исе цепи, РНК (имеющей полярный характер) в зазор между внутренними концами усеченных конусов, образующих трубчатую цилиндрическую мицеллу, вся структура, естественно, принимает схшральный характер. Ха-ракт рные размеры полого цилиндра вируса табачной мозаики связаны, возможно, не только с определенными размерами белковых субъединиц -усеченных конусов, но также и с тем обстоятельством, что абсолютное значение радиуса внутренней полости ВТМ (20 A) примерно соответствует величине, водного зазора при максимальном набухании ограниченно набухающих ламеллярных фаз лиотропных жидких кристаллов (см. гл. 3). [c.93]