树枝状大分子构象的密度泛函理论研究

【作者】 张添财； 杨颖梓； 邱枫；

【机构】 复旦大学；

【摘要】 树枝状大分子(dendrimer)是一类高度规整支化的球形大分子,它含有数量巨大的末端基团。它独特的结构和性能在功能材料上有着广泛的潜在应用,比如化学催化、药物运输以及基因治疗等。我们利用经典密度泛函理论研究了树枝状大分子的构象。溶液中,均聚树枝状大分子构象表现为浓核结构。代数较高时,靠近中心核的链段表现出显著的浓度集中分布,形成链段的有序排列结构。连接链较长的树枝状大分子,在构象熵驱动下末端链段回折现象明显,但很难进入到排除体积作用较强的中心核区域,因此存在明显的浓度平台区域。两亲性树枝状分子在非选择性环境中仍表现为浓核结构,不同链段间排斥作用增强时树枝状分子会整体向外延伸。特别地,药物分子亲内部链段而疏末端链段时,药物大量渗透进入树枝状大分子以减小内部链段浓度,而末端链段在外围聚集形成浓壳层,形成内部疏松外围紧密的空核-浓壳结构。增加末端链长更有利于形成明显的空核-浓壳结构。更多还原