Statistical Mechanical Studies of Titrating Polyelectrolytes

Abstract: Popular Abstract in Swedish Som titeln antyder behandlar avhandlingen titrerande polyelektrolyter, d.v.s. stora molekyler med många syra-basgrupper. Sådana molekyler kan vi finna lite överallt, ja till och med i våra kroppar, som innehåller en mängd olika polyelektrolyter. Deras egenskaper kan variera starkt beroende på omständigheterna och har många biologiska och industriella tillämpningar. Att en molekyl titrerar innebär att dess laddning ändras och den elektrostatiska växelverkan leder till förändrade syra-basegenskaper. Hos vissa polyelektrolyter sker dessutom strukturella förändringar. Effekterna påverkas både av egenskaper hos molekylen själv, t.ex. antalet titrerande grupper och avstånden mellan dessa, och av den omgivande lösningen, vars salthalt kan reducera den elektrostatiska växelverkan. Detta är vad vi har studerat. Vi har tillämpat och jämfört en rad olika teoretiska metoder och modeller. Bland de statistisk mekaniska tekniker vi använt har Monte Carlo simulering en särställning, eftersom "rätt svar" erhålls för en given modell utan ytterligare approximationer. Simuleringarna fungerar alltså i viss mån som "facit" och utgör en lämplig referens vid utvärderingen av olika modeller och metoder. Förutom simuleringarna har vi utnyttjat olika former av variationsberäkningar och integralekvationsteori samt undersökt ett antal stela modeller som tidigare förekommit i litteraturen. Det faller sig ju även naturligt att jämföra med experiment, vilket vi också har gjort. Avhandlingen vänder sig i första hand till personer som har ett särkilt intresse av titrerande polyelektrolyter, men sammanfattningen är ändå skriven utifrån ett minimalt krav på förkunskaper och är en genomgång av de grundläggande begrepp och teorier som används i artiklarna.