Деформационное и ориентационное структурообразованиЕ фибриллярных белков при неньютоновском течении и электродиализЕ ионов 01. 04. 19 Физика полимеров
Электропроводимость ионосодержащих образцов фибриллярных белков
жүктеу/скачать 395.9 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1,1*10 -6 n + 0,5*10 -9 (1)
- 0,4*10 -6 n + 6*10 - 9 (2’)
- СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
- Резюмеси Таянч сўзлар
- Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги
- Полученные результаты и их новизна
- Практическая значимость
- Subjects of the inquiry
- The results achieved and their novelty
Электропроводимость ионосодержащих образцов фибриллярных белков. В полимерных материалах, как и в низкомолекулярных веществах, перенос электрического тока осуществляется свободными и слабосвязанными частицами: ионами, электронами и заряженными коллоидными частицами. В ряде случаев один из этих механизмов электропроводимости является превалирующим. Электропроводимость полученных ионосодержащих гелей и осажденных образцов оценивали по удельной проводимости () согласно закону Ома lI/US (где l – длина и S – поперечное сечение образца). Измеряли значение электрического тока I при подаче постоянного напряжения U= 50 В. Полученные результаты для некоторых образцов приведены на рис.10.а,б. Видно, что удельная проводимость пропорционально изменяется в зависимости Рис.10.а. Зависимость удельной проводимости () от концентрации ионов (n) для гелей фиброина (1) и его смеси с кератином (2) ≈ 1,1*10-6n + 0,5*10-9 (1) ≈ 1,3*10-6n + 0,6*10-9 (2) Рис.10.б. Зависимость электропроводимости () от содержания остаточных ионов (n) в осажденных образцах фиброина (1, 1’) и его смеси с кератином (2, 2’) с 0,7- 0,8 при 25 оС (1, 2’) и 50 оС (1, 2’).
≈ 0,5*10-6n + 7*10-9 (1’) ≈ 0,2*10-6n + 3*10-9 (2) ≈ 0,4*10-6n + 6*10-9 (2’) 
от содержания ионов (n) в образцах и наклон кривых имеет порядок 10-6-10-7 См/см, который характерен для материалов, содержащих неорганические ионы. При этом подвижность ионов (Δu), рассчитанная из наклона кривых согласно формулы eznΔu (где e – заряд электрона; z – валентность ионов) имеет величины u 5*10-15 м2/Вс, что на 7 порядков ниже чем, при движении ионов в жидкой среде. Это свидетельствует о том, что ионы сильно фиксированы в гелях и осажденных образцах. Построение аррениусовской зависимости lnσ от 1/Т показало, что с повышением температуры (от 25 до 50 оС) электропроводимость экспоненциально растет. Такое явление характерно для ионосодержащих диэлектриков, проявляющих электропроводимость по ионному механизму. При этом энергия активации процесса электропроводимости (Eэл), необходимая для разделения ионов в среде с единичной диэлектрической проницаемостью определена по наклону зависимости lnσ/(1/Т) REэл (табл. 2). Таблица 2 Энергия активации процесса электропроводимости (Eэл) для образцов фибриллярных белков
Таким образом, полученные результаты показывают, что электропроводимость в данных ионосодержащих белковых гелях и осажденных образцах осуществляется в основном по ионному механизму. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Выявлены закономерности деформационного и ориентационного структурообразования фиброина и кератина при неньютоновском течении растворов с регулированием содержания ионов посредством электродиализа и установлены электропроводящие свойства полученных гелей и осажденных образцов. На основе полученных результатов сделаны следующие выводы:
5. Разработан способ применения методов реооптиметрии, дополненных электродиализом для исследования структурообразования фибриллярных белков при неньютоновском течении растворов с интенсивным удалением ионов. СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ 1. Мирхайдарова Ю.Н., Эшбекова С.О., Холмуминов А.А. Влияние одноосной деформации на анизотропию набухаемости и десорбции волокон фибриллярных белков // ”Yuqori moleculali birikmalar kimyosi va fizikasi” O’zR FA PKFI Yosh olimlar ilmiy anjumani: Маърузалар тез. - Тошкент, 30 май 2002. - 43- 45 б. 2. Мирхайдарова Ю.Н, Эшбекова С.О., Холмуминов А.А., Воропаева Н.Л., Рубан И.Н., Рашидова С.Ш. Структурные изменения волокон фибриллярных белков в гелеобразной среде // Халқ хўжалиги тармоқлари ва жамиятни ислоҳот даврида ривожлантириш муаммолари: Респ. илмий-назарий анжумани материаллари. – Жиззах, 15-15 май 2002, - 26-28 бетлар. 3. Холмуминов А.А., Мирхайдарова Ю.Н., Эшбекова С.О., Воропаева Н.Л., Рубан И.Н., Рашидова С.Ш. Влияние внешних полей на структурообразование фиброина шелка с анизотропными свойствами // Полимеры -2002: Тез. докл. Респ. конф. 2-4 октября 2002.-Ташкент, 2002.-С. 30-31. 4. Холмуминов А.А., Мирхайдарова Ю.Н, Абрарова З.М., Эшбекова С.О., Воропаева Н.Л., Рубан И.Н., Рашидова С.Ш. Образование пространственной структуры фиброина шелка в присутствии его нанофибриллярных частиц в растворах // «Нанохимия: новые подходы к созданию полимерных систем со специфическими свойствами»: Тез. докл. Международ. конф. 7-9 октября 2003. - Ташкент, 2003. - С. 39-41. 5. Холмуминов А.А., Эшбекова С.О., Абрарова З.М., Максудова Ш.Д., Милушева Р.Ю., Рашидова С.Ш. Гистерезисные эффекты при неньютоновском течении солесодержащих растворов производных полисахаридов и белков // Актуальные проблемы химии и физики полимеров: Тез. докл. Междунар. конф. 17-18 октября 2006. - Ташкент, 2006.- С. 140-142. 6. Kholmuminov A.A., Eshbekova S.O. Obtaining fibrillar anisotropy films of silk fibroin from solutions //. “Inducturial-innovation development- the basis of stable economy of kazakhstan: Materials Of the inter. scientifically-practical conf - 23-24 октября 2006. - Сhymkent, 2006. - P. 265-266. 7. Холмуминов А.А., Эшбекова С.О., Рашидова С.Ш. Гистерезисные эффекты при неньютоновском течении раствора фиброина шелка // Узбекский физический журнал. - Ташкент, 2006. - № 6 (8). - С. 361-364. 8. Холмуминов А.А., Эшбекова С.О. Ассоциирование фиброина шелка при электродиализе ионов солей // Узбекский физический журнал. – Ташкент, 2007. - № 2 (9). - С. 140-143. 9. Eshbekova S.O., Kholmuminov A.A. Structure Formation of Fibrillar Proteins at the Electrodialysis of Ions in a Shift Stream // Global Journal of Molecular Sciences – Faisalabad (Pakistan), 2007. - № 2 (2). – Р. 76-78. 10.Холмуминов А.А., Эшбекова С.О., Рашидова С.Ш. Реологические и оптические свойства растворов фиброина шёлка в присутствии нанодисперсных частиц // Получение нанокомпозитов, их структура и свойства: Материалы Респ. науч. – техн. конф. 5-6 июля 2007. - Ташкент, 2007. - С. 116-117. 11. Kholmuminov A.A., Eshbekova S.O., Rashidova S.S. Influence of the elektrodialysis of ions on intermolecular interraktions fibril proteins in a strem // XVIII - Mendeleev Congrees on General and Applied Chemistry: Abstract. 23-28 september 2007 - Моscov, 2007. - P. 243. 12.Эшбекова С.О. Холмуминов А.А., Структурообразование фибриллярных белков при электродиализе ионов в сдвиговом потоке // Журнал прикладной химии. – Санкт-Петербург, 2008. -№81(1).-С. 164-165. 13. Эшбекова С.О., Холмуминов А.А. Рашидова С.Ш. Электропроводимость фибриллярных белков, содержащих остаточные ионы // Актуальные проблемы науки о полимерах: наноструктурные полимеры.: Тез. докл. конф. молодых ученых ИХФП АН РУз, 28 мая 2008. - Ташкент, 2008. - С. 37-39. 14. Холмуминов А.А., Эшбекова С.О., Малкин А.Я. Гелеобразование растворов фибриллярных белков при течении в продольном гидродинамическом поле // Высокомолекулярные соединения. - Москва, 2009. - № 8 (51 А). - С. 1469 - 1472. Физика-математика фанлари номзоди илмий даражасига талабгор Эшбекова Санобар Омонликовнанинг 01.04.19 - Полимерлар физикаси ихтисослиги бўйича “Нонютон оқим ва ион электродиализида фибрилляр оқсилларнинг деформацион ва ориентацион структура ҳосил қилиши” мавзусидаги диссертациясининг Резюмеси Таянч сўзлар: фиброин, кератин, ионли эритмалар, нонютон оқим, гистерезис, силжиш ва бўйлама майдонлар, деформацион ва ориентацион структура ҳосил қилиш, ориентация фактори, ион электродиализи, гел ва чўкма ҳосил қилиш, электр ўтказувчанлик. Тадқиқот объектлари: Асосий тадқиқот объектлари ипак фиброини ва жун кератини, қиёсий таққослашлар учун акрилонитрил сополимери танланган. Эритувчилар сифатида 2,5 М LiCl-ДМФА, 2,5 М NaOH-сув, 7,7 М NaCNS-сув тизимларидан фойдаланилган. Ишнинг мақсади: эритмалар нонютон оқими ва ион электродиализида фиброин ва кератинни деформацион ва ориентацион структура ҳосил қилиш қонуниятларини ҳамда олинган, таркибида қолдиқ ионлар бўлган гел ва чўкма намуналарни электр ўтказувчанлик тавсифларини аниқлашдан иборатдир. Тадқиқот методлари: реооптиметрия, қўш нур синиши, оптик айланиш дисперсияси, поляризацион ултрамикроскопия, вискозиметрия, потенциометрия, электродиализ, амперметрия. Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги: ион тутган эритувчиларда фиброин ва кератин эритмаларини ҳосил бўлиш хусусиятлари аниқланган ҳамда нонютон оқим ва ион электродиализини амалга оширишга имкон берадиган биоэритма танлашнинг критик параметрлари белгиланган; илк маротаба силжиш ва бўйлама майдонларда оқсиллар эритмалари учун вужудга келтирилган нонютон оқимларда макромолекуларнинг тартибли структуравий ташкилланиши ва ўзаро таъсирлари туфайли намоён бўладиган гистерезис эффектлари аниқланган; илк маротаба электродиализ ёрдамида ионларни жадал чиқариб юбориш туфайли нонютон оқимда фиброин ва кератин молекулаларини деформацион ва ориентацион структуралар ҳосил қилиш имкониятлари топилган; фибрилляр оқсилларни юқори даражада ориентацион факторли ва кам миқдорда қолдиқ ионли гел ва чўкма намуналарини олиш шароитлари аниқланган; гел ва чўкма намуналар учун макромолекулалар тартибланиши ва қолдиқ ионларни мавжуд бўлиш миқдорларига боғлиқ тарзда электр ўтказувчанлик тавсифлари аниқланган; нонютон оқимда ионларни жадал чиқариб юбориш орқали фибрилляр оқсилларни структура ҳосил қилишини тадқиқот қилиш учун электродиализ усули билан тўлдирилган реотест ва реодинамооптиметр қурилмаларининг аналоглари йиғилган. Амалий аҳамияти: нонютон оқимда фиброин ва кератин молекулалари учун аниқланган деформацион ва ориентацион хусусиятлар, гистерезис эффектлари эритмаларда фибрилляр оқсилларни тартибли структуралар ҳосил қилиш динамикаси тўғрисидаги фундаментал тассаввурларни ривожлантиришда муҳим аҳамият касб этади; фиброин ва кератин намуналарини туз ва ишқор ионлари иштирокида эритмалар, геллар ва чўкмалар ҳосил қилиши юзасидан аниқланган қонуниятлар ҳамда уларни электр ўтказувчанлик тавсифлари ипак ва жун толалари чиқиндиларини қайта ишлаб ўзига хос физик хоссали биополимер материаллар олишнинг илмий принциплари ишлаб чиқишда қўлланиши мумкин; нонютон оқим ва ион электродиализини амалга ошириш учун махсус йиғилган экспериментал услублар эритмаларда ион миқдорларини бошқариш орқали биополимерлар тартибли структураларини ҳосил қилишини тадқиқот этишда ҳамда улар асосида электр ўтказувчанлик хоссаларига гел ва чўкма намуналар олишда қўлланиши мумкин. Қўлланиш соҳаси: фибрилляр оқсилларни оқимда юқори тартибли деформацион ва ориентацион структура ҳосил қилиш динамикаси; полимерли гел ва композициялар электрофизикаси; ион электродиализи; табиий толаларни қайта ишлаш; поляризацион оптика ва реология. резюме диссертации Эшбековой Санобара Омонликовны на тему: «Деформационное и ориентационное структурообразование фибриллярных белков при неньютоновском течении и электродиализе ионов» на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.19 – Физика полимеров. Ключевые слова: фиброин, кератин, ионосодержащие растворы, неньютоновское течение, гистерезис, сдвиговое и продольное поле, деформационное и ориентационное структурообразование, фактор ориентации, электродиализ ионов, гелеобразование, осаждение, электропроводимость. Объекты исследования: основным объектом исследования является фиброин шелка и кератин шерсти. Для сравнительных опытов выбран сополимер акрилонитрила. В качестве растворителей использованы системы 2,5 М LiCl-ДМФА, 2,5 М NaOH-вода и 7,7 М NaCNS-вода. Цель работы заключается в выявлении закономерностей деформационного и ориентационного структурообразования фиброина и кератина при неньютоновском течении растворов и электродиализе ионов, а также определении электропроводящих характеристик, полученных гелей и осажденных образцов, содержащих остаточные ионы. Методы исследования: реооптиметрия, двулучепреломление, дисперсия оптического вращения, поляризационная ультрамикроскопия, вискозиметрия, потенциометрия, электродиализ, амперметрия. Полученные результаты и их новизна: выявлены особенности образования растворов фиброина и кератина в ионосодержащих растворителях и установлены критические параметры для выбора биополимерного раствора, позволяющего реализовать неньютоновское течение и электродиализ ионов; впервые обнаружены гистерезисные эффекты, представляющие структурные организации и взаимодействия фибриллярных белков при неньютоновском течении растворов, генерированном в сдвиговом и продольном полях; впервые выявлены возможности деформационного и ориентационного структурообразования фиброина и кератина при неньютоновском течении растворов с интенсивным удалением ионов посредством электродиализа; определены условия получения гелей и осажденных образцов фибриллярных белков с высокими степенями фактора ориентации цепей и малым количеством остаточных ионов; определены электропроводящие характеристики полученных гелей и осажденных фибриллярных белков в зависимости от степени упорядочения макромолекул и содержания ионов в образцах; собраны установки реооптиметра, дополненные электродиализом для исследования структурообразования фибриллярных белков при неньютоновском течении в условиях интенсивного удаления ионов. Практическая значимость: выявленные деформационное и ориентационное поведение фиброина и кератина, а также их гистерезисные эффекты в неньютоновском потоке имеют важное значение в развитии фундаментальных представлений о динамике упорядоченного структурообразования фибриллярных белков из растворов; выявленные закономерности образования растворов, гелей и осажденных образцов фиброина и кератина в присутствии ионов солей и щелочей, а также их электропроводящие характеристики могут быть полезны для разработки научных принципов переработки волокнистых отходов шелка и шерсти с получением биоматериалов со специфическими физическими свойствами; специально собранные экспериментальные способы генерирования неньютоновского течения и электродиализа ионов представляют большой интерес для исследования упорядоченного структурообразования биополимеров с регулированием содержания ионов, а также для получения гелей и осажденных образцов с электропроводящими свойствами. Область применения: динамика высокоупорядоченного деформационного и ориентационная структурообразования фибриллярных белков в потоке; электрофизика полимерных гелей и композиций; электродиализ ионов; переработка природных полимеров; поляризационная оптика и реология. r e s u me Thesis of Sanobar Omonlikovna Eshbekova on the scientific degree competition of the candidate of sciences (philosophy) in physics and mathematics on speciality 01.04.19 – Polymer physics subject: “Deformational and orientational structure formation of fibrillar proteins at the non-newton stream and ions electrodialysis” Key words: fibroin, keratin, ioncontening solutions, non-newton stream, hysteresis, shift and longitudinal field, deformational and orientational structure formation, factor of orientation, ions electrodialysis, gelation, deposit, electroconductivity. Subjects of the inquiry: the basic object of research is silk fibroin and wool keratin. For comparative experiences is chosen copolymer of acrilonytrile. As the solvents the systems 2,5 М LiCl-DMFA, 2,5 М NaOH-water and 7,7 М NaCNS-water are used. Aim of the inquiry: consists in revealing laws of deformational and orientational structure formation of fibroin and keratin at the non-newton stream of solutions and ions electrodialysis also definition of electroconductivity characteristics of received gels and besieged samples, containing residual ions. Method of inquiry: rheooptimetry, birefringence, dispersion optical rotation, polarization ultramicroscope, viscosimetry, potentiometry, electrodialysis, ampermetry. The results achieved and their novelty: the features of education of solutions of fibroin and keratin in the ion containing the solvents are revealed and the critical parameters for a choice of a biopolymeric solution allowing to realize non-newton stream and ions electrodialysis are established; representing structural organizations and interactions of electrodialysis for the first time are found out the hysteresis effects at non-newton stream of solutions generated in the shift and longitudinal fields; opportunities of deformational and orientational structure formation of fibroin and keratin for the first time are revealed at the non-newton stream of solutions with intensive removal of ions by means of electrodialysis; the conditions of reception gels and besieged samples of fibrillar proteins with high degrees of the factor of orientation of circuits and small quantity of residual ions determined; Are determined of electroconductivity characteristics of received gels and besieged of fibrillar proteins depending on a degree of ordering macromolecules and contents of ions in samples; the installations rheooptimetry, complemented with electrodialysis for the investigations of structure formation are assembled at the non-newton stream in conditions of intensive removal of ions. Practical value: revealed of deformational and orientational of behaviour of of fibroin and keratin and also them hysteresis effects in the non-newton stream have the important meaning in development of fundamental representations about dynamics ordered structure formation of fibrillar proteins from solutions; the revealed laws of education of solutions, gels and besieged samples of fibroin and keratin at the presence of ions of salts and alkalis, and also them electroconductivity characteristics can be useful to development of scientific principles of processing fibrous wastes of silk and wool with reception of biomaterials with specific physical properties; the specially assembled experimental by generation non-newton stream and ions electrodialysis represent the large interest for research ordered structure formation of biopolymers with regulation of the contents of ions, and also for reception gels and besieged samples with electroconductivity properties on their basis. Sphere of usage: dynamics high ordered structure formation of fibrillar proteins in a flow; electrophysics polymeric gels and compositions; ions electrodialysis; processing of natural polymers; polarization optics and rheology. Соискатель: жүктеу/скачать 395.9 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||