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Absorption characteristics of Janus tadpole polymers
Benedikt David Vitecek
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Christos N. Likos
DOI
10.25365/thesis.70014
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-11151.09794.910674-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die jüngsten Fortschritte in der Herstellung von Polymeren erlauben die Produktion von Kaulquappenpolymeren ("tadpole polymers", einer Kombination aus einem Ringpolymer und einer linearen Polymerkette) mit verschiedenen Eigenschaften in unterschiedlichen Regionen desselben Polymers. Motiviert durch diese Entwicklungen ist es das Ziel dieser Masterarbeit, das Absorptionsverhalten von janusköpfigen Kaulquappenpolymeren durch numerische Simulationen zu erforschen.
Als Aufbau des Polymers wird ein durch grobkörnig vereinfachtes Modell verwendet, in dem Teile des Polymers (bzw. dessen Monomere) durch weiche Kugeln ersetzt und kaulquappenförmig angeordnet werden. Zusätzlich besteht das Polymer aus zwei Teilen, die sich unterschiedlich verhalten: dem Ring und der Kette. Die Festigkeit des verformbaren Ringes kann verändert werden, während die Kette immer steif ist; dazu wird jeweils einer der beiden von der Oberfläche angezogen und absorbiert. Als Simulationsgrundlage wird das normale Monte Carlo Verfahren verwendet.
Wir konnten unterschiedliche Verhaltensweisen abhängig vom absorbierten Teil des Polymers feststellen, sowohl bei der absorbierten Phase welche die Oberfläche überzieht, als auch bei der nicht absorbiertem Phase, die sich in der Nähe der Oberfläche sammelte. Nähers untersuchten wir die Abhängigkeit der Phasen von der Festigkeit des Ringes und kamen zu dem Ergebnis, dass man durch diese die beiden Phasen kontrollieren kann.
Abstract
(Englisch)
Motivated by the recent developments in polymer synthesis that allow for production of tadpole polymers (i.e. polymers formed out of a polymeric ring to which a linear chain is attached) with differently functionalized regions within the same polymer, we set out in this Master Thesis to study the absorption behavior of these Janus tadpole polymers, using numerical simulations.
We model the tadpole polymers by coarse graining pieces of the polymer (more specifically, monomers) as soft spheres assembled in a tadpole shape. Furthermore, the polymers are composed of two parts which are functionalized differently: the ring and the tail. The first is semi-flexible, having a rigidity that can be controlled, whereas the latter is a stiff rod. In turns, both tails and rings are allowed to absorb on the surface. As simulation technique we use a standard Monte Carlo scheme.
We observed different behaviors depending on which part of the polymers (i.e. the ring or the tail) are allowed to attach to the surface. These differences are present both at the level of the absorbed polymeric phase which coated the surface as well as in the brush created by the non-absorbed part in the vicinity of the surface. We investigated in detail the characteristics of the adsorbed and the brush phase depending on the bending rigidity of the ring, finding out that this parameter allows us to control both phases.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Tadpole Polymer Tadpole-polymer ring polymer cyclic polymer gyration tensor nematic order order tensor equilibrium
Schlagwörter
(Deutsch)
Kaulquappenpolymer Kaulquappen-Polymer ring polymer Gyration Tensor Order Tensor nematische Ordnung
Autor*innen
Benedikt David Vitecek
Haupttitel (Englisch)
Absorption characteristics of Janus tadpole polymers
Publikationsjahr
2021
Umfangsangabe
111 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christos N. Likos
AC Nummer
AC16414041
Utheses ID
59762
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |