Effect of steric constraint and surface interactions on the behavior of block copolymers (Computer study)

Abstract

In this thesis, the influence of spatial confinement and interactions with solid surfaces on the conformational behavior of symmetric diblock amphiphilic copolymers A5B5 is stud- ied using dissipative particle dynamics (DPD). In the first two chapters, the motivation for studying such systems and the description of the simulation method are given. In the remaining chapters, the effect of spatial confinement on the association behavior of diblock copolymers is studied, as well as the effect of interactions between the solvophobic block B and the solid wall. The results are compared with simulations without spatial confinement. DPD simulations showed that the attractive interaction between block B and the wall significantly changes the association behavior of block copolymers in a se- lective solvent, whereas the purely steric effect is negligible in spatially confined systems with a non-interacting wall. Keywords: block copolymers, surface interactions, steric constraint, computer simula- tion, complex solution, dissipative particle dynamics

V této diplomové práci je studován vliv prostorového omezení a interakcí s pevnými povrchy na konformační chování symetrických diblokových amfifilních kopolymerů A5B5 pomocí disipativní částicové dynamiky (DPD). V prvních dvou kapitolách je podána mo- tivace ke studiu takových systémů a popis simulační metody. Ve zbylých kapitolách je studován vliv prostorového omezení na asociační chování diblokových kopolymerů a také vliv interakcí mezi solvofobním blokem B a pevnou stěnou. Výsledky jsou porovnány se simulacemi bez prostorového omezení. DPD simulace ukázaly, že přitažlivá interakce mezi blokem B a stěnou výrazně mění asociační chování blokových kopolymerů v selektivním rozpouštědle, kdežto čistě sterický efekt v prostorově omezených systémech s neinteragu- jící stěnou je zanedbatelný. Klíčová slova: blokové kopolymery, povrchové interakce, prostorové omezení, počítačová simulace, komplexní roztoky, disipativní částicová dynamika