Original title:
Počítačové modelování větvených polymerů
Translated title:
Počítačové modelování větvených polymerů
Authors:
Preisler, Zdeněk ; Uhlík, Filip (advisor) ; Netopilík, Miloš (referee) Document type: Master’s theses
Year:
2010
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] In this work we study properties of branched polymers in a good solvent. We focus on problematic related to the size exclusion chromatography and predicting elution behavior of randomly branched polymers. We developed a software for generating self-avoiding walks (SAW) of any given non-looping architecture on a cubic lattice using Monte Carlo (MC) simulation and vali- date its reliability by presenting the scaling of different architectures: linear, 3-arm star and 6-arm star and asymmetric star. We calculate distribu- tion coefficients and calibration curves for size exclusion chromatography for various architectures to validate that the hydrodynamic radius is more suitable for predicting elution volume than the radius of gyration. Then we propose a new method for, although approximate, a very fast estimation of radius of gyration and hydrodynamic radius for different architecture using a graph method. It is done by comparing MC results with results obtained from graph theory. Then we introduce a correction to graph-theory results to fit the MC. At the end we present depletion layer calculation from MC and self-consistent field (SCF) method for polymers and their comparison. We show how calculation of depletion layer using SCF can be improved to get significantly better agreement with MC results. vV této práci studujeme vlastnosti větvených polymerů v dobrém rozpouštědle. Zaměřili jsme se na problematiku související s gelovou permeační chromatografií (SEC) a predikci elučního chování náhodně větvených polymerů. Vyvinuli jsme software pro generování sobě se vyhýbajících procházek (SAW) pro libovolně větvenou architektoru bez cyklů na kubické mřížce pomocí metody Monte Carlo (MC) ověřený pomocí škálování různých architektur: lineární, 3-ramenná hvězdice, 6-ti ramenná hvězdice a asymetrická hvězdice. Vypočítali jsme distribuční koeficienty a kalibrační křivky SEC pro různé architektury a ověřili, že hydrodynamický poloměr je vhodnější pro predikci elučního objemu než gyrační poloměr. Dále jsme navrhli velice rychlou (i když přibližnou) metodu pro odhad středních hodnot gyračního a hydrodynamického poloměru založenou na výsledcích z teorie grafů korigovaných na lepší shodu s MC. Závěrem ukazujeme výpočet ochuzené vrstvky metodou MC a self-consistent field (SCF) pro polymery a jejich srovnání. Ukazujeme také jak lze zlepšit SCF výpočty pro lepší shodu s MC výsledky.
Keywords:
depletion layer; distribution coefficient; graph theory; polymers; SAW; SCF; distribuční koeficient; ochuzená vrstva; polymery; SAW; SCF; teorie grafů
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/31302