xxiii πανελληνιο ÏƒÏ Î½ÎµÎ´ÏÎ¹Î¿ Ï†Ï ÏƒÎ¹ÎºÎ·Ï‚ στερεας καταστασης & επιστημης ...

∆οµή και ∆υναµική Συµπολυµερών γ-µεθυλ-L-γλουταµινικού οξέος-και-γ-στεαρυλο-
L-γλουταµινικού οξέος
Α. Γίτσας 1* , Γ. Φλούδας 1 , M. Dietz 2 , M. Mondeshki 2 , H. W. Spiess 2 και G. Wegner 2
1 Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων, Τµήµα Φυσικής και Ίδρυµα Τεχνολογίας και Έρευνας, Ινστιτούτο Βιοϊατρικών Ερευνών, Τ.
Θ. 1186, 451 10, Ιωάννινα
2 Max Planck Institute for Polymer Research, D-55021 Mainz, Germany
*me01296@cc.uoi.gr
Τα «άκαµπτα» συνθετικά πολυµερή µε εύκαµπτες πλευρικές οµάδες [1] και τα πολυπεπτίδια µε α-έλικες [2]
παρουσιάζουν, όπως και τα άµορφα πολυµερή, µια δυναµική διεργασία που σχετίζεται µε την υαλώδη µετάβαση (T g ).
Στην περίπτωση των πολυπεπτιδίων, µελετήθηκε πρόσφατα η προέλευση του α-µηχανισµού χαλάρωσης µε χρήση
διηλεκτρικής φασµατοσκοπίας συναρτήσει της θερµοκρασίας T και της πίεσης P [3]. ∆ιαπιστώθηκε ότι για το πάγωµα
της δυναµικής στο T g είναι υπεύθυνη η ενδοµοριακή δυναµική των άµορφων τµηµάτων της κύριας αλυσίδας. Τα
πολυ(γ-n-αλκυλ-L-γλουταµικικά οξέα) (PnALG), τα οποία έχουν εφαρµογές ως φιλµ Langmuir-Blodgett, συνδυάζουν
τη δοµή άκαµπτης κύριας αλυσίδας µε εύκαµπτες πλευρικές οµάδες µαζί µε την πολυπεπτιδική αλυσίδα και µπορούν
να θεωρηθούν ως συστήµατα αναφοράς για τη µελέτη της αλληλεπίδρασης ανάµεσα στην υπερµοριακή οργάνωση και
στη µοριακή κινητική.
Σε προϋπάρχουσες µελέτες θεωρήθηκε δεδοµένο ότι η δευτεροταγής δοµή των PnALG είναι µια τέλεια
έλικα [4]. Στην παρούσα εργασία [5] εξετάζουµε λεπτοµερώς τη δοµή και τις δυναµικές διεργασίες σε µια σειρά
συµπολυµερών πολυ(γ-µεθυλ-L-γλουταµινικού οξέος-και-γ-στεαρυλο-L-γλουταµινικού οξέος) (poly(MLG-SLG)). Για
το σκοπό αυτό µελετούµε τις θερµοδυναµικές µεταβάσεις µε διαφορική θερµιδοµετρία σάρωσης, τη δευτεροταγή δοµή
(α-έλικες/β-φύλλα) και τις διαµορφώσεις των πλευρικών οµάδων (gauche/trans) µε NMR στερεάς κατάστασης και
σκέδαση ακτίνων-Χ σε ευρείες γωνίες, και τη δυναµική µε διηλεκτρική φασµατοσκοπία και εντοπισµένες τεχνικές
NMR. Η κύρια επίδραση της δοµής στη δυναµική είναι η επιβράδυνση των χρόνων τµηµατικής χαλάρωσης στα
συµπολυµερή καθώς αυξάνεται το ποσοστό του ηµικρυσταλλικού SLG. Επιπλέον, η ανάλυση του “αργού” µηχανισµού
διηλεκτρικής χαλάρωσης έδειξε ότι οι έλικες έχουν µικρό µήκος εµµονής (Σχήµα 1).
log(ε'')
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
40
aj
39
AL AK
ai 38
AJ ah
37 AI 29
ag
30
31
ABAA
28
36 ACz yZ
AH 32aa
27 x
af 353433
AD Y
AGAE
ab w
ae
26
AF adac
X
25
v
W
u
24
V
23
t
Us
22
T
21
r
Sq
20 Rp
19 Qo
18 Pn
17 Om
16 Nl
15 Mk j
14 L i
13 KJ
12h I
11 g 109 1
H f GFEDCB edcba A2
876543
"αργός" µηχανισµός
AL 39
AM
38
AK37
AJAI
36 AH 35
34332
AG
31
AF
AE ADAC
30 AB 29 AA 28 Z
27 Y
26 X
25 W
24 V
23 U
22 T
21 S
20 R
19 Q
18 P
17 O
16 N
15 M
14 L
13 KJ
1211
I
109 HGFEDCBA 87654321
42
AN
41
AM
40
AL
39
AK
AJ 3837
AI AH 36 AG 35AF
34
AE 33
AD 32
AC 31
AB 30
AA 29
28 Z
27 Y
26 X
25 W
24 V
23 UT 22
21 S
20 R
19 Q
18 PONMLK
1716
15 J
14
I
131211109 HGFEDCBA 87654321
41
AM40
AL
39
AK
38 353433
AE 32
AJ AFAD
31
37 AI 36 AH AG AC
30 AB
29 AA
28 Z
27 Y
26 X
25 W
24 V
23 U
22 T
21 S
20 R
19 Q
18 P
17 O
16 N
15 MLKJ
1413
12 I
1109
HGFED 87654 CBA 321
MS10
α-µηχανισµός
MS47
10 -4 10 -2 10 0 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 10 12 10 14
a T
f (Hz)
MS18
MS30
Σχήµα 1. Υπέρθεση φασµάτων διηλεκτρικών απωλειών των συµπολυµερών στην περιοχή 240