Фибриллярная структура модель

Рис. 8.19. Фибриллярная модель волокнистой структуры, когда практически все концы микрофибрилл сконцентрированы на внешней границе фибрилл [58].

Соответственно дифракционная картина оказывается бедной рефлексами. Разработан ряд приемов для расшифровки такой картины. Применяется метод проб и ошибок на основании структурно-физических представлений и анализа атомных моделей вводится пробная модель системы, для которой и вычисляется распределение интенсивностей. Его совпадение с наблюдаемым доказывает истинность модели. Если совпадение хорошее, можно вычислить фазы и провести синтез Фурье электронной плотности изучаемого объекта. Для фибриллярных структур оказывается удобным пользоваться цилиндрическими симметричными функциями Паттерсона (см. [9]). [c.279]

Обе эти гипотетические картины являются крайними возможными случаями, реализуемыми в действительности лишь с той или иной степенью приближения. Так, для ПП наиболее характерны процессы, описываемые моделью Кобаяси. Для ПЭ, напротив, характерны элементарные превращения, предсказываемые моделью Петерлина. Эти два полимера могут служить типичными примерами приближения к крайним схемам деформации монокристаллов при переходе от пластинчатой структуры к фибриллярной. В других реальных описанных выше случаях наблюдается сочетание этих крайних типов деформации, в той или иной [c.295]

Класс II включает молекулы определенной структуры, модели которых были определены по крайней мере опытным путем. В эту группу входят синтетические полипептиды, некоторые из фибриллярных белков, амилоза крахмала (комплекс с иодом) и дезоксирибонуклеиновая кислота. В каждом из этих случаев кристаллическая структура, по-видимому, определяется сильной тенденцией к образованию водородных связей, которые могут быть внутримолекулярными, что приводит к спиральным структурам, или межмолекулярными, что приводит к состоящим из многих тяжей спиралям или к пластинчатым структурам. [c.149]

Наиболее наглядно структура полимеров в одноосно-ориентированном состоянии представляется моделью Петерлина [8], схематически изображенной на рис. 3.15. Основные особенности этой модели состоят в четком разделении структуры на микрофибриллы (на рисунке разделены пунктирной линией) диаметром 100—200 А чередовании в продольном направлении кристаллических блоков, в которых цепи сохраняют складчатые конформации, разделенных менее упорядоченными аморфными прослойками (больших периодов) наличии большого числа внутри- и значительно меньшего числа межфибриллярных проходных цепей. Микрофибриллы объединяются в более крупные фибриллярные элементы, создающие наблюдаемую структуру ориентированного материала. [c.94]

Очевидно, что образовавшийся ансамбль полимерных фибрилл с диаметром 3—60 им [47, 70] имеет весьма высокоразвитую поверхность и оказывается термодинамически неустойчивым. Так как деформация полимера приводит к непрерывному росту длины фибрилл, то они, в свою очередь, как это следует из рассмотрения модели, начинают слипаться (коагулировать) друг с другом боковыми поверхностями, что макроскопически проявляется в появлении в образце шейки (рис. 1.5,6). Поскольку в этом случае происходит коагуляция, а не коалесценция фибрилл, шейка полимера имеет фибриллярную структуру. Дальнейшая вытяжка, согласно предложенному механизму, реализуется путем перемещения переходного слоя через весь образец до полного его превращения в шейку вследствие эффекта ориентационного упрочнения материала. [c.19]

С точки зрения описанной выше модели на фибриллярную структуру, возникшую в процессе холодной вытяжки, не должна оказывать решающего влияния морфология исходного полимера, поскольку процессу фибриллизации должен предшествовать процесс разрушения исходной структуры полимера. Этим, видимо, объясняется глубокая аналогия, неоднократно отмечавшаяся ранее [73, 74], процессов холодной вытяжки стеклообразных и кристаллических полимеров. [c.19]

Рис. Х.16. Композитная модель фибриллярной структуры [53].

Рнс. 1.8. Модель фибриллярной структуры углеродного волокна по Рул а иду. [c.34]

Вследствие высокой жесткости цепей и сильного межмолеку-лярного взаимодействия целлюлоза имеет температуру плавления, лежащую значительно выше температуры ее термического распада и поэтому в отсутствие растворителей всегда находится в твердом агрегатном состоянии смешанного аморфно-кристаллического фибриллярного строения, характерного для большинства линейных полимеров. В физической структуре целлюлозы обычно выделяют два уровня надмолекулярный, имея под этим в виду особенности строения наиболее мелких по размеру структурных элементов— фибрилл, содержание упорядоченной (кристаллической) и аморфной части, а также морфологический, отражающий взаимное расположение фибрилл и строение самих волокон, т. е. их геометрическую форму, наличие слоистой структуры. Целлюлоза была первым объектом исследования, на примере которого познавались особенности структуры полимеров. Поэтому не удивительно, что для объяснения ее структурных особенностей предложено большое число моделей, превышающее несколько десятков, подробно рассмотренных в ряде обзоров [13, 14]. Тем не менее, ни одна из предложенных моделей не объясняет все экспериментальные факты, что обусловливает необходимость дальнейших исследований [15]. [c.19]

Для структуры вискозных волокон, так же, как и для исходной целлюлозы, характерны два структурных уровня фибриллярный и морфологический. Фибриллы являются элементарными структурными единицами, из которых состоят волокна. Модель фибриллы изображена на рис. 7.40. В ней наблюдается чередование упорядоченных (кристаллических) и неупорядоченных (аморфных) участков. Суммарную длину одного кристаллического и одного аморфного участка обозначают как большой период Ь. Важным показателем, определяющим структурные особенности и физико-механические свойства волокна является число складчатых цепей или, напротив, число проходных цепей в фибрилле. Чем больше число последних, тем выше физико-механические характеристики материала. [c.210]

Таким образом, можно считать доказанным, что в прозрачных нитях ПЭ сосуществуют структуры двух типов КВЦ и КСЦ, Если считать, что КВЦ являются наполнителями в фибриллярной матрице, содержащей КСЦ (основанием к этому служит фибриллярное строение нитей, выявляемое на сколах — рис. 1.17,а), то, принимая модель параллельного нагружения структурных элементов, можно оценить примерное содержание КВЦ в структуре. [c.63]

Процесс поиска приемлемой модели для структуры -фибриллярных белков очень показателен как типичный пример научного исследования, которое всегда предполагает терпеливое накопление фактических данных многими исследователями, выдвижение различных предположений и отсеивание неподходящих, рождение новых идей и отход от традиционных взглядов, принятие наиболее прогрессивных гипотез, предсказание на их основе ранее не наблюдавшихся явлений, экспериментальное подтверждение предсказаний и наконец всеобщее признание новой теории. Читатель может проследить за всеми этими этапами на примере исследований, приведших к открытию а-структуры. Эту структуру вначале много критиковали, подвергали сомнению и перерабатывали, но столь серьезное обсуждение было вызвано именно тем, что эта теория давала возможность точных предсказаний и проверки. За успехи в этой области и за ряд других не менее ценных исследований молекулярных структур Лайнус Полинг был удостоен в 1954 г. Нобелевской премии. [c.249]

Принципиальным отличием предлагаемой модели является положение о том, что процесс усадки полимера происходит за счет изгибания фибриллярных элементов структуры микротрещин без разориентации макромолекул внутри них, поскольку полимер в этих условиях удален от температуры стеклования и, следовательно, в нем подавлена сегментальная молекулярная подвижность. В результате коагуляции фибриллярных агрегатов возникает достаточно прочная коагуляционная структура, которая обусловливает механическое поведение полимера при повторном растяжении. На первом этапе деформирования, соответствующем прямолинейному участку кривой растяжения, про- [c.63]

Вторая модель — модель швейцарского сыра — за исключением названия практически идентична микрофибриллярной модели. Различия носят в основном семантический характер. Модель основывается на данных по электронной микроскопии тонких срезов сильно вытянутых волокон полиамида. В эксперименте обнаруживается более высокая электронная плотность в -самих микрофибриллах в сравнении с окружающей матрицей. Как и в микрофибриллярной модели, пластическая деформация волокнистой структуры приводит к существенному растяжению межфибриллярных проходных цепей, повышая их долю и роль в проявлении прочностных характеристик материала. Но схематическое представление такого растяжения (см. [51, рис. 14]) следует заменить на схемы, приведенные в работе [57, рис. 8] или в работе [44, рис. 16], с тем, чтобы иметь возможность реализовать степени вытяжки волокнистого материала Я/ = = ХГк > 1. Сдвиговое смещение бесконечно длинных фибриллярных элементов не уменьшает поперечное сечение и не вытягивает образец. Более сомнительно предполагаемое в модели постоянство состояния проходных цепей и кристаллических блоков в пределах микрофибриллы . [c.233]

Рис. III. 18. а. Превращение стопки ламелей в зоне микрошейки в пучок плотно упакованных параллельных микрофибрилл. б. Модель фибриллярной структуры. [c.199]

Складчато-слоистая структура с антипараллельными цепями характерна для таких фибриллярных белков, как фиброин щелка. На рентгенограммах этого белка четко обнаруживаются рефлексы, отвечающие периодам 6,97 и 9,4 А, что соответствует периоду идентичности вдоль полипептидной цепи и расстоянию между чередующимися эквивалентными цепями (9,5 А, согласно молекулярной модели). [c.100]

Шерстяные волокна обладают чрезвычайно сложной морфологией. Наименьшими наблюдаемыми элементами являются микрофибриллы шириной порядка 100 А. Это хорошо согласуется с бахромчато-фибриллярной моделью. Однако вопрос о деталях структуры шерсти до сих пор является спорным. [c.98]

Рис. 9. Схема структуры шерсти согласно бахромчато-фибриллярной модели

В соответствии с моделью-непрерывного кристалла (рис. Х.15) при низкой степени вытяжки и высокой температуре реализуется новый тип деформации фибриллярной структуры, при котором микрофибриллы почти полностью распадаются на развернутые цепи. Таким образом, сверхвытянутый полимер содержит вытянутые цепи в сплошном кристалле со случайно оставшимися складками — кристаллическими дефектами. Такой образец не будет сокращаться при отжиге, если его концы оставить свободными, а будет необратимо фибриллизоваться при изгибе он не будет обнаруживать никакого меридианального максимума в МУРРЛ, что хорошо согласуется 232 [c.232]

Модель Хоземанна — Бонарта хорошо объясняет процессы перестройки неориентированной структуры в фибриллярную. В соответствии со схемой это происходит в результате раскалывания под нагрузкой исходных пластин на более мелкие блоки, которые затем путем поворотов формируют ориентированные фибриллы. [c.181]

Предлагаемая автором модель белкового свертывания не может считаться общей, так как не только не затрагивает фибриллярных белков, но и среди глобулярных имеет отношение только к небольшой группе белков, состоящих преимущественно из а-спиралей и Р-структур, образующих супервторичные структуры. Стабилизация последних, как полагает Пти-цьш, не определяется конкретной аминокислотной последовательностью, а представляет собой некий интегрально-статистический эффект, чувствительный лишь к общей контактной гидрофобной поверхности. Оставляя это положение без аргументации, автор формулирует "общую гипотезу направленного механизма белкового свертывания", суть которой заключается в предположении, что "узнавание регулярш,1х сегментов определяется не деталями аминокислотной последовательности, а взаимной локализацией этих сегментов в линейной полипептидной цепи" [140. С. 198]. Постулировав, по существу, независимость супервторнчных структур от химического строения белков, Птицын тем самым свел проблему спонтанной сборки нативных конформаций к выработке геометрических критериев самоорганизации регулярных сегментов. Таким образом, "общая физическая модель" белкового свертывания оказалась не только не общей, но и не физической. [c.504]

Время 1950-1960-х годов можно смело отнести к одному из самых романтических периодов в истории биологии, Воображение исследователей поражала не только многочисленность фундаментальных достижений устанавливающих универсальность морфологических, физиологических и эволюционных принципов живой природы, но, быть может еще в большей мере, открывающиеся благодаря этим достижениям удивительная целесообразность и мудрая простота структурной организации элементарных биосистем, как и захватывающая перспектива дальнейших исследований. Действительно, нельзя было не удивляться несложным химическим типам белков, ДНК и РНК. Расшифрованные первыми 1рех-мерные структуры миоглобина и гемоглобина, хотя и имели иррегулярную молекулярную конструкцию, тем не менее, более чем на три четверги состояли из регулярных а-спиралей, ранее обнаруженных у фибриллярных белков и гомополипептидов. Э. Чаргаффом были выведены очень простые соотношения между нуклеотидными остатками ДНК, а Дж. Уотсоном и Ф. Криком сконструирована изящная и чрезвычайно рационально построенная модель двойной С1шрали ДНК. Для многих исследователей успехи романтического периода послужили не только вдохновляющим примером, но и породили у них поверхностное представление о том, что изучение элементарных биосистем непременно должно приводить к быстрым и простым решениям, что от молекулярной биологии можно ждать любых чудес. Вера в почти неограниченные возможности данной области знаний, причудливым образом переплетаясь с многими другими сферами сознания людей, часто служила причиной появления различных коллизий человеческого ума со свойственными ему фантазиями, ошибками и заблуждениями. Касаясь этой темы, Ф.М. Достоевский писал- "Да, иногда самая дикая мысль, самая с виду невозможная мысль, до того сильно укрепляется в голове, что ее принимаешь, наконец, за что-то осуществимое... Мало того если идея соединяется с сильным, страстным желанием, то, пожалуй, иной раз примешь ее, наконец, за нечто фатальное, необходимое, предназначенное, за нечто такое, что уже не может не быть и не случиться Может быть, тут есть еще что-нибудь, какая-нибудь комбинация предчувствий, какое-нибудь необыкновенное усилие воли, самоотравление собственной фантазией..." [343. С. 369]. [c.528]

Полимеры первого типа рассматривают как двухфазные системы (аморфно-кристаллические полимеры). Различают фибриллярные (волокнистые) полимеры и полимеры, не имеющие волокнистого строения. Типичный представитель фибриллярных аморфно-кристаллических полимеров - целлюлоза, которая образует природные растительные волокна. В фибриллах все оси кристаллитов ориентированы в одном направлении. Структуру таких полимеров, в том числе целлюлозы, описывают моделью бахромчатой фибриллы (рис. 5.7 также см. 9.4.2 и рис. 9.3). Фибриллы состоят из чередующихся кристаллических участков (кристаллитов) и аморфных участков. Резкой фазовой границы, и тем более поверхности раздела, между участками нет, т.е. фазы следует рассматривать в структурном понимании. В синтетических аморфно-кристаллических блочных полимерах оси кристаллитов не имеют одного направления, и крисгаллиты как бы вкраплены в аморфную фазу. С современных позиций структура аморфно-кристаллических полимеров хорошо укладывается в рамки кластерной теории. Кристаллиты - это кластеры с максима. ьной степенью упорядоченности, т.е. имеющие кристаллическую решетку, соединенные проходными макромолекулами, образующими аморфные участки. [c.139]

На рис. 1.4 представлена схема фибриллярного строения целлюлозы по Гессу [20], которая отражает, хотя и далеко не полно, рассмотренные выше структурные особенности. В схеме не учтены складчатость цепей, проходящие цепи, а также статистический характер размеров всех структурных элементов. Тем не менее, представленная модель послужила основой для построения других моделей и отражает основные представления о структуре целлюлозы фибриллярность строения, чередование кристаллических и аморфных участков, анизотропное строение, взаимодействие фибрилл. [c.23]

Рис. 1.1 . Складчато-фибриллярная модель структуры аморфного полимера Аржакова — Бакеева — Кабанова [74]

Мы уже видели, как с помощью в высшей степени эффективного метода рентгеноструктурного анализа, основанного на исследовании дифракции рентгеновских лучей, удалось выяснить структуру фибриллярных и глобулярных белков (гл. 7 и 8). При рентгеноструктурном анализе волокон ДНК Розалинд Франклин и Морис Уилкинс получили характерную дифракционную картину (рис. 27-8). На основании этой рентгенограммы был сделан вывод о том, что для полимерных цепей ДНК характерны два типа периодичности вдоль длинной оси 0,34 и 3,4 нм. Проблема состояла в том, чтобы построить трехмерную модель молекулы ДНК, которая могла бы объяснить не только наличие этих периодичностей, но также открытые Чаргаф-фом специфические соотношения оснований (А = Т и О = С). [c.860]

Блокировка кристаллов и уменьшение частоты образования зародышей кристаллизации понижают показатель степени у в уравнениях (48) — (51). Противоположного эффекта — увеличения показателя ге - можно ожидать при разветвлении кристаллов [283]. Известно, что макромолекулярные кристаллы часто растут по механизму разветвления, внутренне присущему им или обусловленному переохлаждением (разд. 3.3.3, 3.6.1 и 3.7.1). В связи с этим представляет интерес изучить влияние разветвления кристаллов на суммарную скорость роста. Простая модель этого процесса была развита Бутом и Хеем [43]. В ней предполагается, что образовавшийся фибриллярный кристалл поперечного сечения тг/4 разветвляется на два кристалла после того, как он прорастет на расстояние Ъ см. Обе дочерние фибриллы имеют то же поперечное сечение и опять разветвляются после прорастания на Ъ см. В общем случае на основании такого механизма роста можно ожидать образования пучкообразной структуры которая в конце концов будет превращаться в сферолиты, как показано на рис. 3.117,5. Общее поперечное сечение А разветвляющихся фибрилл, растущих в обоих направлениях, дается выражением [c.186]

Преимущество данной разновидности коллагена состоит в том, что для нее имеются самые свежие данные о структуре. Чтобы описать предложенную модель гидратации и охарактеризовать другие образцы фибриллярных белков, необходимо сделать краткий обзор этих данных. Молекула коллагена имеет форму жесткого стержня [2] длиной 2900 А и диаметром 12,5 А молекулярная масса 300 000. В этом стержне содержатся три спиральные полипептидные цепи с тремя параллельными осями на расстоянии 4,5 А друг от друга (тройная спираль или тропо-коллаген). [c.240]

Измерения характеристик макроскопических свойств некристаллических полимеров свидетельствует также о том, что в их структуре должны сохраняться не только элементы размером в десятки ангстрем, но и существенно более крупные структурные образования. Об этом свидетельствует очень сильное влияние некоторых микродобавок на свойства некристаллических полимеров. Эффективность действия низкомолекулярных добавок, вводимых в полимер в количестве до нескольких долей процента, может быть объяснена их влиянием на относительное перемещение только тех структурных элементов, размер которых достигает величин порядка микрона. Тогда количество вводимых добавок оказывается достаточным, чтобы они смогли распределиться по поверхности таких структурных элементов. Подобные соображения свидетельствуют о возможности агрегации доменов в более крупные структурные образования подобно тому, как происходит рост сферолитов из пластинчатых и фибриллярных кристаллов в кристаллических полимерах. Это предположение привело к построению новой модели аморфных полимеров, в которой непосредственно постулируется явление образования наддоменной структуры вещества [11]. [c.99]

Модель бахромчатой мицеллы давно уже не считается в какой-либо мере отвечающей действительности, поскольку ею невозможно объяснить наличие фибриллярных образований, монокристаллов и других крупных структур, обнаруживаемых методом электронной микроскопии. Хирл [307] попытался примирить эти противоречия, предложив модель бахромчатой фибриллы . Он предположил, что кристаллические области представляют собой непрерывные фибриллы, состоящие из молекул, отклоняющихся от общего направления в разных точках по длине. Идея бахромчатой [c.165]

В свете изложенного, в качестве модели сверхвытянутого волокна может быть принята структура с параллельным расположением фибриллярных кристаллов, окруженных матрицей, которая состоит из материала другой формы (ламелярные кристаллы, аморфная фаза, находящаяся в ориентированном или неориентированном состоянии, проходные цепи). Если модуль упругости кристалла вдоль направления цепи принять за теоретический (рис. XI. 1), то присутствие матричного материала приведет к снижению модуля упругости композиционной системы. [c.263]

Но вне зависимости от верности детальных количественных аспектов модели, в ходе рассмотрения выявилась одна структурная черта сверхвытянутых волокон фибриллярные кристаллические элементы конечной длины механически взаимодействуют с матрицей. Постулирование существования фибриллярных элементов, конечно, не ново. Но введение в модели элементов конечной длины с распределением по длинам, по-видимому, в рассматриваемой теории сделано впервые. В этом отношении важно сходство теоретических представлений с последними модельными разработками, касающимися образования фибрилл из предварительно [выстроенных цепей (тип I, см. стр. 243). В обоих случаях фибриллы представляются как дискретные структурные элементы. Их термическая стабильность (речь идет о микрофибриллах, а не о макроскопических сложных фибриллах) и их вид в электронном микроскопе (границы, определяемые окраской препарата) позволяют утверждать, что, несмотря на различное происхождение фибрилл, они вполне подобны друг другу. Ограниченная длина фибрилл, показываемая дифракционной картиной в продольном направлении, а также обратимость деформаций в циклах сокращения и растяжения при температурной обработке волокон I типа и конечная длина фибрилл, вытекающая из модельных представлений относительно структуры волокон И типа, позволяет рассматривать материалы обоих типов с общих позиций. [c.265]

Описание механизма деформации волокон удобно начать с анализа целлюлозных волокон, которые построены из спиральных структурных элементов со средним углом подъема спирали, равным примерно от 6° (у льна) до 30° (у хлопка) и даже более 40° в кокосовых и некоуорых лиственных врлокнах). В соответствии с теорией бахромчато-фибриллярной модели структуру таких волокон можно представить схематически (рис. 2). [c.91]

НЫХ и некоторых известных волокон из регенерированной целлюлозы волокно образуется непосредственно из целлюлозы. Вытяжка, необходимая для ориентации молекул, осуществляется до регенерации целлюлозы. Кристаллизация, сопровождающая регенерацию, протекает, таким образом, в твердом ориентированном волокне, и неудивительно, что при этом получают структуру, отличную от той, которая возникает при осаждении целлюлозы из раствора. Структура полинозных и других волокон, получаемых аналогичным способом, является заметно фибриллярной для этих волокон более всего подходит бахройчато-фибриллярная модель. На рис. И, а схематически показана структура с несколько нерегулярной ориентацией фибрилл. КаК и в случае натуральных волокон, здесь возможны два механизма деформации либо фибриллы растягиваются, либо они распрямляются таким образом, что соседние фибриллы на одних участках сбли- [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология