English version

Formularz logowania

zarejestruj się


Drukuj

W. Łużny, K. Piwowarczyk

Wiązania wodorowe w polianilinie domieszkowanej kwasem kamforosulfonowym (j. ang.)

Polimery 2011, nr 9, 652


Streszczenie

W celu lepszego zrozumienia wpływu wiązań wodorowych na strukturę polianiliny (PANI) domieszkowanej kwasem kamforosulfonowym (CSA), przeprowadziliśmy symulacje tego systemu metodą dynamiki molekularnej uwzględniając także cząsteczki rozpuszczalnika, tj. chloroform, m-krezol oraz m-krezol z dodatkiem wody. Symulowany układ był złożony z warstwy polianiliny, którą tworzyło 12 łańcuchów polimeru otoczonych 96 jonami CSA. Cały układ o wymiarach rzędu 50 Å podlegał periodycznym warunkom brzegowym, tak że łańcuchy polianiliny mogły być efektywnie traktowane jak nieskończony polimer. Parametry oddziaływań międzyatomowych zostały dobrane w ramach pola siłowego OPLS-AA, przy czym parametry profilu torsyjnego dla łańcucha polianiliny w stanie sprotonowanym zostały obliczone na podstawie symulacji kwantowych metodą DFT/B3LYP/6-31G*. Tak spreparowane systemy były symulowane w temp. 293 K i ciśnieniu 1000 hPa przez 1 ns. Wyniki symulacji pokazują dużą różnorodność konfiguracji wiązań wodorowych. Zaobserwowaliśmy znaczny procent (36 %) oczekiwanych konfiguracji, w których jedna cząsteczka CSA łączy wiązaniem wodorowym jeden łańcuch PANI. Niespodziewanym wynikiem było duże prawdopodobieństwo (44 %, tabela 2) konfiguracji, w których cząsteczka CSA łączy za pomocą wiązań wodorowych dwa lub trzy łańcuchy PANI [wzór (III)—(V)]. W przypadku dodania rozpuszczalnika, symulacje odkryły dwa typy zachowań. Cząsteczki rozpuszczalnika zdolne do formowania wiązań wodorowych (m-krezol, woda) wbudowują się między CSA i PANI tworząc rodzaj mostków [wzór (I)] i nie wpływając w sposób istotny na całkowitą liczbę wiązań wodorowych, w których uczestniczy polianilina. To zachowanie powoduje znaczny wzrost liczby wiązań wodorowych między CSA i rozpuszczalnikiem, co usztywnia strukturę takiego układu i powoduje, że jest on mniej podatny na zmiany. Z drugiej strony, cząsteczki dowolnego rozpuszczalnika osłaniają cząsteczki CSA [wzór (VII)] i redukują liczbę wiązań wodorowych PANI-CSA (tabela 3).


Słowa kluczowe: polianilina, kwas kamforosulfonowy, wiązania wodorowe


e-mail: konrad.piwowarczyk@gmail.com


W. Łużny, K. Piwowarczyk

Wiązania wodorowe w polianilinie domieszkowanej kwasem kamforosulfonowym (j. ang.)