Квазистатический перенос энергии в композитных наноструктурах с флуктуирующими конфигурационными параметрами

Abstract

Сфера пішіндес наноқуыстың бетінде не макромолекулалар тізбегінде орналасқан молекулалар электрондарының қозған күйлеріне сəйкесті энергияны тасымалдау кинетикасы зерттелген. Береген молекулалар макромолекулалар тізбегі сегментінде, ал алаған молекулалар наноқуыстың бетінде ор- наласқан деп есептелінген. Полимер тізбегінің екі түрлі орналасу жағдайлары: макромолекулалар тіз- бегі сегменті макронаноқуысқа тартылады не наноқуыстың беттерінен тебіліп оның центрінде орнала- сады деп санап, математикалық үлгілер жасалды, сəйкес теңдеулер шешілді. Макромолекуланың кон- фигурациясы кездейсоқ өзгеруі наноқуыстағы береген жəне алаған қоспалар орналасқан төңіректің радиусының өзгеруіне əкелетіндігі ескерілген. Фрагменттердің конфигурациялық динамикасы қара- пайым потенциалдың (сфера пішіндес тікбұрышты шұңқыр, сферадағы екіөлшемді ауытку, парабола пішіндес шұңқыр) минимумы маңында макромолекулалар тізбегі бөлігінің диффузиясымен бейнелен- ген. Алаған қоспалардың қоршауында полимер тізбегінің діріл қағушы бөлігімен қоса тербелістегі қозған күйдегі береген қоспаның ыдырау кинетикасын сипаттау үшін энергияның тасымалдануының уақытқа тəуелді квазистатистикалық орташа жылдамдығы ұғымы енгізілген. Диполь-диполь əсерлесуі əсерінен пайда болатын тасымалдану мен алмасу арқылы əсерлесу нəтижесінде жүретін тасымалдану құбылыстары талданған. Береген қоспалардың наноқуыстың бетінде, ал алаған молекулалардың мак- ромолекулалар тізбегінде орналасқан жағдайы да жеке талданған.

In this work we have compared the kinetic regimes of energy transfer bimolecular reactions in nanopores of different shapes containing macrochains with activated reaction centers for cases of different density distributions of chain units along the radius. We take into account an inhomogeneous distribution of polymer chain links and restricted random displacements of reaction centers. In addition, molecular dynamics simulation of the formation of the radial density profile of the species of a 70-unit lysozyme segment was performed for the purpose of comparison with the model analytical relationships. We have shown that the detailed description of the kinetics of bimolecular reactions proceeding in nanosystems with the aforementioned structure requires that the formed radial profile of polymer units and, hence, the profile of reaction centers, should be taken into account in an explicit form. Conformation dynamics of the adsorbed macrochain was presented by randomly walk in an effective potential V (r) with simplest symmetry. Thus, a change in the radial distribution of the density of macrochain units and random displacements of links entails the appearance of the corresponding response in the kinetic regime of the bimolecular reaction in the nanopore, with the character of the response being sensitive not only to the size of the nanoreactor but also to its form.