Санкт-Петербург, СПГУ, 2001. - 24 с. Учебно-методическое
пособие.
Электрическое двойное лучепреломление (ЭДЛ), как одно из направлений молекулярной физики полимеров начало развиваться в середине 20-х годов прошлого столетия. Экспериментальные исследования ЭДЛ разбавленных растворов ряда гибкоцепных
полимеров показали, что их электрооптические свойства практически не отличаются от электрооптических свойств низкомолекулярных веществ, моделирующих структуру повторяющегося звена полимера. Это позволило сделать вывод, что ЭДЛ в растворах гибкоцепных полимеров обусловлено практически независимой друг от друга ориентацией повторяющихся звеньев макромолекул. Это в какой-то мере понизило интерес к методу ЭДЛ, как инструменту изучения связи между структурой молекул и их конформационными, динамическими и электрооптическими характеристиками. В то же время ЭДЛ становится одним из наиболее информативных методов, применяемых для изучения конформационных свойств молекул биополимеров и, в частности, ДНК. В 50 – 60-ых годах 20-го столетия метод ЭДЛ был применен для изучения электрооптических свойств и динамики ориентации молекул ряда синтетических полипептидов в органических растворителях. Большая величина электрооптического эффекта и времени ориентационной релаксации, коррелирующего с размерами макромолекул, а также их зависимость от молекулярной массы полимера, позволили использовать данные ЭДЛ для количественной оценки параметров дипольной геометрии повторяющегося звена макромолекул, их кинетической и равновесной жесткости. В 50 – 60 -ые годы были разработаны теории, описывающие поведение цепных молекул в электрическом поле.
Дальнейшее развитие этого направления связано с исследованием электрооптических и динамических свойств широкого круга синтетических, природных и биологических полимеров. Эти работы потребовали создания новой технической и методической базы
измерения ЭДЛ в растворах полимеров. Были разработаны методы измерения ЭДЛ в импульсных и синусоидальных полях. Появились высокочувствительные системы измерения равновесного ЭДЛ и динамики эффекта Керра в полях различной конфигурации.
В последние годы метод ЭДЛ применен для исследования молекулярных свойств полиэлектролитных комплексов, образованных молекулами синтетических или биологических полиэлектролитов и молекулами противоположно заряженных ПАВ в слабополярных органических растворителях.
В настоящем пособии изложены основные современные представления об электрооптических свойствах полимеров в растворах. Эти представления основаны на анализе ряда теоретических и экспериментальных работ. По возможности в тексте
сохранена хронология развития представлений об электрооптических свойствах полимеров.
В первой части пособия представлены результаты изучения кинетически жестких палочкообразных молекул полимеров, проанализированы их равновесных и динамические характеристики, кратко описаны основные экспериментальные методы измерения ЭДЛ
в растворах полимеров.
Вторая часть посвящена анализу результатов изучения электрооптических и динамических свойств полимеров в растворах и их связи с химической структурой, размерами и конформацией
макромолекул.
Электрическое двойное лучепреломление (ЭДЛ), как одно из направлений молекулярной физики полимеров начало развиваться в середине 20-х годов прошлого столетия. Экспериментальные исследования ЭДЛ разбавленных растворов ряда гибкоцепных
полимеров показали, что их электрооптические свойства практически не отличаются от электрооптических свойств низкомолекулярных веществ, моделирующих структуру повторяющегося звена полимера. Это позволило сделать вывод, что ЭДЛ в растворах гибкоцепных полимеров обусловлено практически независимой друг от друга ориентацией повторяющихся звеньев макромолекул. Это в какой-то мере понизило интерес к методу ЭДЛ, как инструменту изучения связи между структурой молекул и их конформационными, динамическими и электрооптическими характеристиками. В то же время ЭДЛ становится одним из наиболее информативных методов, применяемых для изучения конформационных свойств молекул биополимеров и, в частности, ДНК. В 50 – 60-ых годах 20-го столетия метод ЭДЛ был применен для изучения электрооптических свойств и динамики ориентации молекул ряда синтетических полипептидов в органических растворителях. Большая величина электрооптического эффекта и времени ориентационной релаксации, коррелирующего с размерами макромолекул, а также их зависимость от молекулярной массы полимера, позволили использовать данные ЭДЛ для количественной оценки параметров дипольной геометрии повторяющегося звена макромолекул, их кинетической и равновесной жесткости. В 50 – 60 -ые годы были разработаны теории, описывающие поведение цепных молекул в электрическом поле.
Дальнейшее развитие этого направления связано с исследованием электрооптических и динамических свойств широкого круга синтетических, природных и биологических полимеров. Эти работы потребовали создания новой технической и методической базы
измерения ЭДЛ в растворах полимеров. Были разработаны методы измерения ЭДЛ в импульсных и синусоидальных полях. Появились высокочувствительные системы измерения равновесного ЭДЛ и динамики эффекта Керра в полях различной конфигурации.
В последние годы метод ЭДЛ применен для исследования молекулярных свойств полиэлектролитных комплексов, образованных молекулами синтетических или биологических полиэлектролитов и молекулами противоположно заряженных ПАВ в слабополярных органических растворителях.
В настоящем пособии изложены основные современные представления об электрооптических свойствах полимеров в растворах. Эти представления основаны на анализе ряда теоретических и экспериментальных работ. По возможности в тексте
сохранена хронология развития представлений об электрооптических свойствах полимеров.
В первой части пособия представлены результаты изучения кинетически жестких палочкообразных молекул полимеров, проанализированы их равновесных и динамические характеристики, кратко описаны основные экспериментальные методы измерения ЭДЛ
в растворах полимеров.
Вторая часть посвящена анализу результатов изучения электрооптических и динамических свойств полимеров в растворах и их связи с химической структурой, размерами и конформацией
макромолекул.