Модификация модели вирусных оболочек для получения сферических нанообъектов с минимальной энергией. Докл. : Рошаль Дарья, студ. 4 к. Физического факультета ЮФУ Рук. : проф. Рошаль С. Б.
Проблема Томсона – это задача о упаковке заряженных частиц на поверхности сферы. • Модель атома Томсона. Расталкивание электронов по поверхности сферы Кулоновским потенциалом. • Ему удалось найти аналитические решения лишь для определённого числа электронов.
Решения проблемы Томсона актуальны по-прежнему: коллоидосомы Многоэлектронные пузырьки в жидком гелии • вирусы эмульсии Пикеринга на сферических поверхностях
Теория Каспара Клуга общее количество капсомеров в капсиде, равно 10 T+2, где Cowpea Chlorotic Hepatitis B Virus , Mottle Virus , T = 3 T = 4
Каспар-Клуговские структуры с выколотыми вершинами. Удаление вершин Пробная структура, имеющая икосаэдрическую симметрию • Таким методом удалось получить 8 новых Томсоновских структур Томсоновская структура
Томсоновские структуры, основанные на неправильном икосаэдре Дефекты в некоторых известных ранее Томсоновских структурах, имея тот же вид, располагаются в вершинах неправильного икосаэдра. На рисунке N=800, длины ребер, обозначенных цифрами не равны между собой.
Деформация развёртки икосаэдра Развёртка правильного икосаэдра с длиной ребра: (5, 5) и числом частиц N=740 Два варианта деформирова -ния развёртки. N=734, сдвиг на минимальную трансляцию гексагональной решётки N=737
Структуры с деформированной развёрткой. N=734 Оптимизация N=737
Схема получения Томсоновских структур
Выводы и результаты • В работе анализировались сферические структуры с количеством частиц из интервала 600<N<1000. • В результате были получены 40 сферических кристаллов, обладающих энергиями, меньшими, чем известные ранее структуры с тем же самым количеством частиц N. • Наши результаты могут быть интересны для физиков, занимающихся проблемами самосборки различных нано и микрообъектов. Например, наши разработки можно применить к исследованиям ошибочно собранных вирусных капсидов и фуллеренов. • Наш список Томсоновских структур может быть дополнен структурами, где комбинируются несколько простейших деформаций глобального икосаэдрического порядка.
Доклад опубликован в журнале Physical Letters A
Скачать презентацию Модификация модели вирусных оболочек для получения сферических нанообъектов
Рошаль_Доклад ЮНЦ РАН.pptx