Struktur von Polymeren, gestreckt oder geknäult?

Im Rahmen von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen kann man die Struktur von Polymermolekülen mit flexiblen Bindungen behandeln. Wenn die Bindungen flexibel sind, dann ist die Ausrichtung der Segmente eines Polymers zufällig. Zur Simulation bietet sich das Random-Walk-Modell (RW) an. Der RW stellt eine Folge von N Verschiebungen in zufälliger Richtung dar. Bei der Simulation einer Konfiguration eines Polymermoleküls entspricht jede Verschiebung einem Segment des Moleküls. Als Maß für die Form des Polymers wird der mittlere quadratische End-zu-End-Abstand <R²> verwendet.

https://doi.org/10.1088/1361-6552/acf086
MNU Artikel

Bereits durch haptische Simulationen des RW gelangen die Lernenden zu der Beziehung <R²>=N, was einer geknäulten Struktur entspricht und nicht einem lang gestrecktem Molekül. Weitere Anwendung solcher Simulationen sind Untersuchungen zum Verhalten von Polymeren in eingeschränkter Geometrie sowie zur Gummielastizität.

https://doi.org/10.1088/1361-6552/acf086

Lösung