- Построена полная диаграмма состояний одиночной жесткоцепной макромолекулы в объеме в координатах температура-жесткость, включающая области стабильности клубка, жидкой глобулы, твердой (кристаллической) изотропной глобулы и жидкокристаллической глобулы с внутренним ориентационным порядком звеньев (торы, цилиндры). Впервые определена зависимость радиуса тороидальной конформации от длины цепи. Методом конечномерного масштабирования показано, что переход жидкая - твердая глобула является фазовым переходом первого рода в термодинамическом пределе бесконечно длинной цепи.
- Построена полная диаграмма состояний одиночной жесткоцепной макромолекулы вблизи плоской поверхности в координатах температура-сила притяжения к поверхности, включающая области стабильности клубка, жидкой глобулы, твердой (кристаллической) изотропной глобулы и жидкокристаллической глобулы с внутриглобулярным ориентационным порядком звеньев (цилиндры). Показано, что адсорбция способствует ЖК упорядочению в растворах жесткоцепных полимеров.
- Построены полные фазовые диаграммы раствора жесткоцепных макромолекул в объеме и в тонких слоях.
- Подтверждена важная роль внутрицепной жесткости, к оторая приводит к сложному фазовому поведению. Показано, что измеряемая в экспериментах жесткость полимерных ц епей обусловлена не только внутрицепной жесткостью, но и сильно зависит от окружения (концентрации раствора, наличия пространственных ограничений в виде , например, поверхностей и т.п.).
- В рамках разработки идеи конформационно-зависимого синтеза последовательностей АВ-сополимеров показано, что конформационное поведение особым способом приготовленных белковоподобных сополимеров существенно отличается от поведения случайных (бернуллиевских) и регулярных мультиблочных сополимеров. Получена зависимость температуры коллапса и формы температурной кривой коллапса от длины блока и типа последовательности. Построена диаграмма состояний мультиблочной цепи АВ-сополимера с регулярно чередующимися блоками, включающая области устойчивости структур типа «ядро-оболочка» и «слоеный пирог». Предложена первичная последовательность АВ-сополимера, которая уменьшает агрегационное число мицелл в селективном для блоков А и В растворителе и способствует ускорению адсорбции макромолекул на поверхностях по сравнению с диблок-сополимером такого же состава.
- Продемонстрировано изменение конформационного поведения гибко-жесткоцепного сополимера путем изменения соотношения длин жесткого и гибкого блоков. Показано, что с помощью варьрирования длин блоков можно получить переход от конформации типа «гантель» к конформации типа «сатурн».
- Впервые построена теория упругого светорассеяния в изотропных растворах жесткоцепных полимеров с персистентным механизмом гибкости. Получено хорошее согласие теории с экспериментом.
- Разработан новый алгоритм расширенного ансамбля в 4-мерном пространстве для эффективного моделирования внутриглобулярных ориентационно-упорядоченных структур в одиночной жесткоцепной макромолекуле.
- Разработаны алгоритмы для расчета полной функции плотности состояний (алгоритм Ванга-Ландау) в применении к системам жесткоцепных полимеров, в том числе, в сочетании с алгоритмами расширенных ансамблей (для обеспечения равномерного изменения значений параметра внешнего поля, что было впервые реализовано в применении к жесткоцепным полимерам).
- Разработана методика расчета давления в компьютерном моделировании с помощью метода Монте-Карло для решеточных моделей и получено уравнение состояния для растворов жесткоцепных полимеров.
1.Иванов, В.А. Теория упругого светорассеяния в растворах полугибких макромолекул в области жидкокристаллического перехода / В.А. Иванов, А.Н. Семенов // Высокомол. соединения. Сер. А. – 1988. – Т.30, №8. – С.1723-1730.
2.Ivanov, V.A. Finite chain length effects on the coil-globule transition of stiff-chain macromolecules: a MC computer simulation / V.A. Ivanov, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 1998. – V.109, No.13. – P.5659-5669.
3.Хохлов А.Р. Белковоподобные сополимеры: компьютерное моделирование / А.Р. Хохлов, В.А. Иванов, Н .П. Шушарина, П.Г. Халатур // Известия Академии наук. Серия химическая. – 1998. – Т.47, №.5. – С.884-889.
4.Ivanov, V.A. Structures of Stiff Macromolecules of Finite Chain Length Near the Coil-Globule Transition: a Monte Carlo Simulation / V.A. Ivanov, M.R. Stukan, V.V. Vasilevskaya, W. Paul, K. Binder // Macromol. Theory Simul. – 2000. – V.9, No.8. – P.488-499.
5.Davydov, N.V. Computer simulation of multiblock-copolymers in presence of colloidal particles / N.V. Davydov, V.A. Ivanov // Macromol. Symp. – 2000. – V.160. – P.69-76.
6.Stukan, M.R. Finite size effects in pressure measurements for Monte Carlo simulations of lattice polymer models / M.R. Stukan, V.A. Ivanov, M. Müller, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 2002. – V.117, No.21. – P.9934-9941.
7.van den Oever, J.M.P. Coil-globule transition for regular, random, and specially designed copolymers: Monte Carlo simulation and self-consistent field theory / J.M.P. van den Oever, F.A.M. Leermakers, G.J. Fleer, V.A. Ivanov, N.P. Shusharina, A.R. Khokhlov, P.G. Khalatur // Phys. Rev. E. – 2002. – V.65. – P.041708.
8.Stukan, M.R. Chain length dependence of the state diagram of a single stiff-chain macromolecule: a Monte Carlo simulation / M.R. Stukan, V.A. Ivanov, A.Yu. Grosberg, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 2003. – V.118. – P.3392-3400.
9.Ivanov, V.A. Phase diagram of solutions of stiff-chain macromolecules: A Monte Carlo simulation / V.A. Ivanov, M.R. Stukan, M. Müller, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 2003. – V.118. – P.10333-10340.
10.Stukan, M.R. On the kinetics of nematic ordering in solutions of semiflexible macromolecules: a Monte Carlo simulation / M.R. Stukan, V.A. Ivanov, M. Müller, W. Paul, K. Binder // ePolymers – 2003. – No.062; http://www.e-polymers.org/papers/stukan_211103.pdf.
11.Стукан, М.Р. Фазовая диаграмма раствора жесткоцепных макромолекул: компьютерное моделирование методом Монте-Карло / М.Р. Стукан, В.А. Иванов, М. Мюллер, В. Пауль, К. Биндер // Журнал физической химии. – 2004. – Т. 78, №.12. – C.1950.
12.Martemyanova, J.A. Dense orientationally ordered states of a single semiflexible macromolecule: expanded ensemble Monte Carlo simulation / J.A. Martemyanova, M.R. Stukan, V.A. Ivanov, M. Müller, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 2005. – V.122. – P.174907.
13.Мартемьянова, Ю .А. Изучение конформаций одиночной жесткоцепной макромолекулы методом компьютерного моделирования / Ю.А. Мартемьянова, М.Р. Стукан, В .А. Иванов // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. – 2005. – № 3. – С.58-60.
14.Stukan, M.R. Stability of toroid and rodlike globular structures of a single stiff-chain macromolecule for different bending potentials / M.R. Stukan, E.A. An, V.A. Ivanov, O.I. Vinogradova // Phys. Rev. E. – 2006. – V.73. – P.051804.
15.Ivanov, V.A. Monte Carlo Computer Simulation of a Single Semi-Flexible Macromolecule at a Plane Surface / V.A. Ivanov, J.A. Martemyanova // Macromol. Symp. – 2007. – V.252. – P.12–23.
16.Ivanov, V.A. Equation of state for macromolecules of variable flexibility in good solvents: A comparison of techniques for Monte Carlo simulations of lattice models / V.A. Ivanov, E.A. An, L.A. Spirin, M.R. Stukan, M. Müller, W. Paul, K. Binder // Phys. Rev. E. – 2007. – V.76. – P.026702.
17.Binder, K. Phase transitions of single polymer chains and of polymer solutions: insights from Monte Carlo simulations / K. Binder, W. Paul, T. Strauch, F. Rampf, V. Ivanov, J. Luettmer-Strathmann // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2008. – V.20, No.45. – P.494215.
18.Голубовский, Д.Н. Переход клубок-глобула в реалистичной модели N-изопропилакриламида: компьютерный эксперимент. / Д.Н. Голубовский, В.А. Иванов, А.Р. Хохлов // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. – 2008. – №.3. – С.64-66.
19.Ivanov, V.A. Conformational Changes of a Single Semiflexible Macromolecule Near an Adsorbing Surface: A Monte Carlo Simulation / V.A. Ivanov, J.A. Martemyanova, M. Müller, W. Paul, K. Binder // J. Phys. Chem. B. – 2009. – V. 13(12). – P.3653-3668.
20.Perelstein, O.E. Designed AB Copolymers as Efficient Stabilizers of Colloidal Particles / O.E. Perelstein, V.A. Ivanov, M. Möller, I.I. Potemkin // Macromolecules. – 2010. – V.43. – P.5442–5449.
21.Ivanov, V.A. Orientational ordering transitions of semiflexible polymers in thin films: A Monte Carlo simulation / V.A. Ivanov, A.S. Rodionova, E.A. An, J.A. Martemyanova, M.R. Stukan, M. Müller, W. Paul, K. Binder // Phys. Rev. E. – 2011. – V.84. – P.041810.
22.Иванов, В.А. Компьютерное моделирование жесткоцепных полимеров / В.А. Иванов, Ю.А. Мартемьянова, А.С. Родионова, М.Р. Стукан // Высокомолекулярные соединения, серия С. – 2013. – Т. 55, № 7. – С.808-828.
23.Ivanov, V.A. Wall-Induced Orientational Order in Athermal Semidilute Solutions of Semiflexible Polymers: Monte Carlo Simulations of a Lattice Model / V.A. Ivanov, A.S. Rodionova, J.A. Martemyanova, M.R. Stukan, M. Müller, W. Paul, K. Binder // J. Chem. Phys. – 2013. – V.138. – P.234903.
Главы в книгах и коллективных монографиях:
24.Khokhlov, A.R. Engineering of Synthetic Copolymers: Protein-Like Copolymers / A.R. Khokhlov, V.A. Ivanov, N.P. Shusharina, P.G. Khalatur // The Physics of Complex Liquids // Editors F. Yonezawa, K. Tsuji, K. Kaji, M. Doi, T. Fujiwara. – World Scientific, Singapore, 1998. – P.155-171.
25.Paul, W. Monte Carlo simulations of semi-flexible polymers / W. Paul, M. Müller, K. Binder, M.R. Stukan, V.A. Ivanov // Computer Simulations of Liquid Crystals and Polymers / Edited by P. Pasini, C. Zannoni, S. Zumer. – NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry, Vol.177. – Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2005. – P.171-190.
26.Рабинович, А.Л. Обзор методов компьютерного моделирования молекулярных систем: метод Монте-Карло / А.Л. Рабинович, В.А. Иванов // Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров / Отв. ред. В.А. Иванов, А.Л. Рабинович, А.Р. Хохлов. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. – Гл.3. - С.63-119.
27.Иванов, В.А. Компьютерное моделирование фазового равновесия в растворах жесткоцепных полимеров / В.А. Иванов, Ю.А. Мартемьянова, М.Р. Стукан // Методы компьютерного моделирования для исследования полимеров и биополимеров / Отв. ред. В.А. Иванов, А.Л. Рабинович, А.Р. Хохлов. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. – Гл.7. – С.275-316.