Παρουσίαση Διπλωματικής Μεταπτυχιακού Φοιτητή - Γιώργος Παπαδόπουλος

Στην παρούσα  εργασία εξετάστηκαν μίγματα γραμμικών και κυκλικών πολυμερικών μορίων πολυαιθυλενοξειδίου (PEO), ενός ευρέως χρησιμοποιούμενου πολυμερούς, με πολύ καλά μελετημένα χαρακτηριστικά. Ο κύριος στόχος της εργασίας ήταν η μελέτη των κυκλικών μορίων PEO, καθώς εμφανίζουν ιδιότητες πολύ διαφορετικές από των αντίστοιχων γραμμικών αλυσίδων, που οφείλονται στην γεωμετρία κλειστού βρόγχου και στην απουσία άκρων.

Πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής (MD) σε συστήματα διαπλεγμένων κυκλικών μορίων σε μικρή συγκέντρωση σε πολυμερική μήτρα γραμμικών αλυσίδων, ακολουθώντας μία πρόσφατη μελέτη διάσπασης ηχούς σπιν νετρονίων (neutron spin echo) από τους Gooßen et al., Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 148302. Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων συγκρίθηκαν με τα πειραματικά ευρήματα της παραπάνω εργασίας, και περιλαμβάνουν μία λεπτομερή ανάλυση των δομικών ιδιοτήτων, των ιδιοτήτων διαμόρφωσης και της δυναμικής των αλυσίδων. Ειδικότερα πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί που αφορούν την δυναμική της διάχυσης, τον δυναμικό παράγοντα δομής καθώς και την σύγκριση με το μοντέλο Rouse, δίνοντας έμφαση στην εξάρτησή τους από το μήκος των γραμμικών αλυσίδων στο μίγμα. Αξιοπρόσεκτα, στις μη-διεπλεγμένες γραμμικές μήτρες, μολονότι οι πολυμερικοί δακτύλιοι διογκώνονται, η δυναμική της διάχυσής τους επιταχύνεται αισθητά. Τα αποτελέσματα αυτά υποστηρίζονται και από μία γεωμετρική ανάλυση των τοπολογικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των γραμμικών και των κυκλικών μορίων, που αποκαλύπτει σημαντική διαπέραση όλων των δακτυλίων από γραμμικές αλυσίδες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μεγάλος αριθμός γραμμικών είχε διεισδύσει σε κάθε ένα δακτύλιο. Ως αποτέλεσμα, η δυναμική των δακτυλίων σε χρόνους μεγαλύτερους του τ_e υπαγορεύεται πλήρως από την χαλάρωση των τοπολογικών περιορισμών που επιβάλλουν αυτές οι διαπεράσεις. Η τοπολογική μας ανάλυση δεν έδειξε κάποια επίδραση των λίγων κυκλικών μορίων στην στατιστική του δικτύου των πρωτογενών δρόμων της γραμμικής πολυμερικής μήτρας.