Температурна залежність модуля зсуву кон-центрованих полімерних гелів: молекулярний механізм
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe70.1.42Ключові слова:
полiмерний гель, модуль зсуву, хрящова тканинаАнотація
Встановлено, що для полiмерних гелiв, окрiм загальноприйнятого ентропiйного, iснує ще iнший механiзм температурної залежностi модуля зсуву. Цей механiзм реалiзується у випадку концентрованих жорстколанцюгових гелiв. Показано, що такi гелi складаються з двох фаз: сiтки та волокон, причому величину модуля зсуву геля визначає сiтка. При пiдвищеннi температури вiдбувається деструкцiя волокон. При цьому частина ланцюгiв вiдщеплюється вiд волокон, збiльшуючи кiлькiсть сiткової фази, що, в свою чергу, приводить до зростання модуля зсуву. В iнтервалi 34–42 ∘С отримано температурнi залежностi модуля зсуву для желатинового гелю з концентрацiєю c = 12, 20, 30 i 40% желатини. Отриманi залежностi узгоджуються iз запропонованим механiзмом. Показано, що вказаний механiзм температурної залежностi модуля зсуву зумовлює вплив температури на регенерацiю пошкодженої хрящової тканини.
Посилання
M. Karg et al. Nanogels and microgels: From model colloids to applications, recent developments, and future trends. Langmuir 35, 6231 (2015).
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b04304
E. Cal'o, V.V. Khutoryanskiy. Biomedical applications of hydrogels: A review of patents and commercial products. Eur. Polym. J. 65, 252 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2014.11.024
J. Eschweiler et al. The biomechanics of cartilage - An overview. Life 11, 302 (2021).
https://doi.org/10.3390/life11040302
P.-G. Gennes. Scaling Concepts in Polymer Physics (Cornell University Press, 1979) [ISBN: 978-0801412035].
L.A. Bulavin, Yu.F. Zabashta, L.Yu. Vergun, O.S. Svechnikova, A.S. Yefimenko. Interfacial layers and the shear elasticity of the collagen-water system, Ukr. J. Phys. 64, 35 (2019).
https://doi.org/10.15407/ujpe64.1.34
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, L.A. Bulavin. Kinetics of the first-order phase transition in a varying temperature field. Ukr. J. Phys. 66, 978 (2021).
https://doi.org/10.15407/ujpe66.11.978
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.A. Bulavin. Determination of the surface tension coefficient of polymer gel. Ukr. J. Phys. 67, 365 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.5.365
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.A. Bulavin. Application of the light scattering method to study the hydrogel surface structure, Ukr. J. Phys. 67, 463 (2022).
https://doi.org/10.15407/ujpe67.6.463
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, M.M. Lazarenko, O.M. Alekseev, A.V. Britan, L.Yu. Vergun, L.A. Bulavin. Clustering in solutions as a process of mesophase formation. Zh. Fiz. Dosl. 28, 1602 (2024) (in Ukrainian).
https://doi.org/10.30970/jps.28.1602
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.Yu. Vergun, L.A. Bulavin. The sol-gel transition in hydrogels as the first-order phase transition. Ukr. J. Phys. 69, 409 (2024).
https://doi.org/10.15407/ujpe69.6.409
A. Miller, J. Wray. Molecular packing in collagen. Nature 230, 437 (1971).
https://doi.org/10.1038/230437a0
L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Fluid Mechanics (Elsevier, 2013).
C. Liang et al. Infrared spectra of high polymers. I. Experimental methods and general theory. J. Chem. Phys. 25, 543 (1956).
https://doi.org/10.1063/1.1742962
L.A. Bulavin, Yu.F. Zabashta. Local Maxwellian distribution in fluids. Ukr. J. Phys. 57, 1156 (2012).
L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Statistical Physics (Elsevier, 2013).
O.A. Bur'yanov et al. Osteoarthrosis (Lenvit, 2009) (in Ukrainian).
Yu.F. Zabashta, V.I. Kovalchuk, O.S. Svechnikova, L.Yu. Vergun, L.A. Bulavin, Deformation and the structure of cartilage tissue. Ukr. J. Phys. 69, 329 (2024).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
