Учережд.:
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Кабинет РУ-1Д
119991, Российская Федерация, Ленинские горы, МГУ имени М.В.Ломоносова, дом 1, строение 2, Физический Факультет
- +7(495)939-4756
- anakhov@polly.phys.msu.ru
Кандидат
Работа
Компьютерное моделирование набухания полимерных микрогелей в смесях двух несовместимых жидкостей
Текст работы;
Описание
Диссертация посвящена исследованию поведения полимерных микрогелей в смесях несовместимых жидкостей. В работе изучается влияние температуры на скорость межфазной каталитической реакции, проходящей с участием термочувствительного микрогеля-катализатора, локализованного на межфазной границе. Кроме того, в работе исследуется набухание регулярных и полых полимерных микрогелей в ассиметричной смеси несовместимых жидкостей. В качестве основного инструмента исследований используется компьютерное моделирование методом диссипативной динамики частиц. Изучение микрогеля-катализатора на межфазной границе показало, что увеличение температуры и вызванное им ухудшение растворимости термочувствительного микрогеля в воде приводят к смещению сетчатой макромолекулы в фазу реагентов. Продемонстрировано, что смещение приводит к нелинейному росту числа контактов субстрата и реагентов, что объясняет нелинейную зависимость константы скорости реакции от температуры, наблюдаемую в эксперименте. Моделирование регулярных микрогелей в ассиметричных смесях несовместимых жидкостей позволило установить, что в такой смеси микрогели способны селективно поглощать минорную компоненту именно благодаря несовместимости жидкостей. В свою очередь, исследование полых микрогелей выявило ряд особенностей абсорбционного поведения таких сеток. Показано, что, в зависимости от концентрации минорной жидкости, поглощение может происходить оболочкой или полостью микрогеля. Продемонстрировано, что «мягкие» микрогели, характеризующиеся малой плотностью сшивки или большим размером полости, способны сильно деформироваться при поглощении минорной жидкости оболочкой. Сравнение полых и регулярных сетчатых макромолекул выявило, что полые макромолекулы обладают большей емкостью и сохраняют коллоидную стабильность при большей концентрации минорной жидкости. Результаты работы позволяют объяснить ряд экспериментальных результатов, а также открывают новые возможности для применения полимерных микрогелей, например, для создания систем очистки воды от нефти.
Специальность
02.00.06 | Высокомолекулярные соединения;
Руководитель (-ли)
Место обучения / работы
2017-2021 | Аспирант | МГУ имени М.В.Ломоносова
Младший научный сотрудник | Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
Аспирант | Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
- Gumerov R.A., Anaknov Mikhail V., Potemkin I.I., Computer Simulation of a Biphasic Catalytic Process in the Presence of Polymer Microgels, Doklady Physical Chemistry, v.512 ,1 ,p.141-147 (2023)
- Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Влияние характеристик полимерных микрогелей-катализаторов на эффективность межфазного катализа, Высокомолекулярные соединения. Серия C, v.65 ,1 ,p.110-121 (2023)
- Gumerov R.A., Anaknov Mikhail V., Potemkin I.I., Компьютерное моделирование двухфазного каталитического процесса в присутствии полимерных микрогелей, Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах, v.512 ,p.130-136 (2023)
- Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Effect of Characteristics of Polymer Microgel Catalysts on the Efficiency of Interfacial Catalysis, Polymer Science - Series C, v.65 ,1 ,p.101-112 (2023)
- Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Enhanced scavenging of a minor component from mixtures of two immiscible liquids by hollow polymer microgels, MOLECULAR SYSTEMS DESIGN & ENGINEERING, v.7 ,3 ,p.285-293 (2022)
- Kozhunova Elena Yu, Komarova G., Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Swift Janitor: Efficient Absorption of a Minor Component from the Mixtures of Immiscible Liquids by Thermoresponsive Macroscopic and Microscopic Hydrogels, ACS applied materials & interfaces, v.14 ,51 ,p.57244-57250 (2022)
- Denise Kleinschmidt, Fernandes Marta S., Matthias Mork, Meyer Anna A., Julian Krischel, Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Magnus Rueping, Pich A., Enhanced Catalyst Performance through Compartmentalization Exemplified by Colloidal L-proline Modified Microgel Catalysts, Journal of Colloid and Interface Science, v.559 ,p.76-87 (2020)
- Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Richtering W., Pich A., Potemkin I.I., Scavenging One of the Liquids versus Emulsion Stabilization by Microgels in a Mixture of Two Immiscible Liquids, ACS macro letters, v.9 ,p.736-742 (2020)
- Anaknov Mikhail V., Gumerov R.A., Potemkin I.I., Stimuli-responsive aqueous microgels: properties and applications, Mendeleev Communications, v.30 ,5 ,p.555-562 (2020)
- Kleinschmidt Denise, Nothdurft Katja, Anaknov Mikhail V., Meyer Anna A., Mork Matthias, Gumerov R.A., Potemkin I.I., Richtering W., Pich A., Microgel Organocatalysts: Modulation of Reaction Rates at Liquid-Liquid Interfaces, Materials Advances, v.1 ,8 ,p.2983-2993 (2020)
