Studie strukturních a mechanických vlastnosti dendrimerů

Abstract

Tato práce přispívá k výzkumu organizovaných nadmolekulárních struktur. Tyto struktury jsou přítomny v mnoha polymerních materiálech. Především v biomateriálech, jsou příčinnou jejich biologické aktivity. Pro modelování byly zvoleny dvě nadmolekulární struktury: kolagenové vlákno a dendrimery. Kolagen je přírodní protein s dlouhou vláknitou strukturou, která vykazuje vysokou elasticitu. Této vlastnosti se využívá pro různé aplikace. Dendrimery jsou syntetické makromolekuly s pravidelnou a vysoce rozvětvenou strukturou. Modelování jejich vlastností může být využito pro vylepšení různých molekulových modelů. Molekulární struktury kolagenového vlákna a dendrimerů byly studovány pomocí molekulární dynamiky v programu GROMACS. U kolagenového vlákna byla vyšetřována elastická deformace. V případě dendrimerů byl z molekulárního modelu počítán tvar a gyrační poloměr. Vlastnosti těchto dvou materiálů jsou dobře popsané v literatuře, proto výsledky modelování mohou být srovnány s experimentálně změřenými daty.

This thesis deals with the research on organized supermolecular structures. These structures are present in many polymeric materials. Mainly in bio-materials, they cause biological activity. Collagen fibril and dendrimers are suitable materials for molecular modeling. Collagen is natural protein with long, fibrous structure. Its fibrils show high elasticity. This property makes the material useful for certain applications. Dendrimers are synthetic macromolecules with regular and highly branched architecture. Modeling of their properties can be useful for improvement of various molecular models. The molecular structure of collagen fibril and dendrimers was studied by molecular dynamics simulations. The structures were built in the GROMACS software. Elastic deformation of collagen fibril was investigated. In case of dendrimers, shape and gyration radii were calculated from molecular models. Properties of these two materials are well described in literature. Therefore, modeling results can be compared to experimentally measured properties.