Intramolekulare Strukturbildung durch Steifigkeitsvariation und Auswirkung der Anwesenheit von spezifischen Wechselwirkungen

Abstract

Diese Arbeit untersucht die Auswirkung der geometrischen Steifigkeit von Homopolymeren auf die Strukturfindung. Dazu wird eine im Kontinuum befindliche, isolierte und vergröberte Homopolymerkette untersucht. Die Steifigkeit wird als Variation der Bindungslängen realisiert. Mit Hilfe der Stochastischen-Approximations Monte-Carlo (SAMC) Methode wird iterativ der Logarithmus der Zustandsdichte ln[g(E)] abgeschätzt, welche ein direkter Zugang zur Thermodynamik des Systems ist. Durch die mikrokanonische und kanonische Analyse werden Zustandsdiagramme für zwei verschiedene Kettenlängen erstellt. Zur Interpretation der Pseudoübergangslinien wurden die morphologischen Eigenschaften der Ketten genutzt. Dazu wurden sowohl Ausdehnungen und Abstände, als auch Kontaktmatrizen, Winkelkorrelationen und das Krümmungsverhalten entlang der Kette ausgewertet. Zusätzlich zur Steifigkeit wurden die auftretenden Effekte durch zusätzliche spezifische Wechselwirkungen untersucht.

This thesis studies the effect of geometric stiffness on structure finding in homopolymers. The basis for the research is an isolated, off-lattice and coarse grained homopolymer chain. The stiffness variation is achieved by the bond length parameter variation. The Stochastic Approximation Monte-Carlo (SAMC) method is used to iteratively determine the logarithm of the density of states ln[g(E)], which leads to a direct access to the thermodynamics of the system. Applying the microcanonical and canonical analysis, state diagrams were created for two different chain lengths. For interpretation of the pseudotransition lines of the state diagram, morphological chain properties were used. For this purpose, spatial expansion and distances, as well as contact matrices, angle correlations and the curvature behaviour were evaluated. In addition to the stiffness, the resulting effects of an additional specific interaction potential were investigated.