Rijksuniversiteit Groningen
Monte Carlo methode simuleert gedrag van ringpolymeren
Fysicus Edwin Flikkema deed met de zogenaamde Monte Carlo methode
onderzoek naar polymeersystemen. Polymeren zijn grote moleculen die
opgebouwd zijn uit kleinere chemische eenheden (monomeren). Bekende
synthetische polymeren zijn plastics en kunstvezels. De Monte Carlo
methode is een computersimulatiemethode, genoemd naar het casino,
vanwege het feit dat de methode veelvuldig gebruik maakt van
willekeurige getallen. Daarmee zijn eigenschappen van polymeersystemen
te berekenen. Flikkema wijdde zich met name aan ringpolymeren, die een
gesloten lus vormen en vanwege die vorm beperktheden heeft die een
molecuul met een kop en een staart niet heeft. Ervan uitgaande dat
zo'n ring zich niet spontaan opent, is het bijvoorbeeld onmogelijk dat
twee ringen die los van elkaar zijn opeens aaneengeschakeld zouden
zijn, of dat een ingebouwde knoop ontward wordt. Daarom zullen twee
ringen die elkaar dichter naderen elkaar steeds meer hinderen. Dit
geeft aanleiding tot een afstotende kracht - resulterend in een
verhoging van de osmotische druk - die de promovendus berekende met de
Monte Carlo methode. Met de theorie van Szleifer (een combinatie van
theorie en simulatie) kon hij bovendien de invloed van de
polymeerarchitectuur (gesloten dan wel open ketens) berekenen op het
ontmengen van polymeren in oplossing; dat wil zeggen fasescheiding in
een fase met relatief veel polymeer en een fase met weinig polymeer.
Ook is zo de invloed van stroming op het ontmeng-gedrag te berekenen.
Flikkema bestudeerde ook ringpolymeren waaraan zijketens zijn
bevestigd (zogenaamde kampolymeren). Wat is de invloed van de
zijketens op de vorm van het polymeer? Hij berekende dat hoe langer de
zijketens zijn, hoe stijver de ring (de ruggegraat van het molecuul)
is en hoe meer die op een cirkel lijkt, alhoewel de perfecte cirkel
niet wordt bereikt. Voor een twee-dimensionaal kampolymeer, die
bijvoorbeeld platgeslagen is op een oppervlak, blijkt de aantrekking
tussen de zijketens te leiden tot een sterk gekromde ruggegraat. Dit
kan misschien de spiraalstructuren verklaren die in experimenten
worden gezien. /FC
Edwin Flikkema (Haren, 1970) studeerde natuurkunde aan de
Rijksuniversiteit Groningen. Zijn promotieonderzoek verrichtte hij er
bij de afdeling Polymeerchemie, in de groep Polymeermengsels en
Computersimulaties van professor Gerrit ten Brinke. De groep maakt
onderdeel uit van de onderzoeksschool MSC (Materials Science Centre).
Sinds april 2002 werkt hij als postdoc-onderzoeker aan de Technische
Universiteit Delft in de groep Toegepaste Organische Chemie en
Katalyse.
Datum en tijd
maandag 24 juni 2002, 16.00 uur
Promovendus
E. Flikkema, tel. (015)278 94 18, fax (015)278 42 89, e-mail:
e.flikkema@tnw.tudelft.nl (werk)
Proefschrift
Monte Carlo simulation of polymer systems with topological constraints
Promotor
prof.dr. G.ten Brinke
Faculteit
wiskunde en natuurwetenschappen
Plaats
Aula Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen
Promotie