Reptation (Chemie)

Reptation ist in der Chemie und der Polymerphysik eine Form thermischer Bewegung langer kettenförmiger Makromoleküle, die Verschlaufungen aufweisen. Bildet ein kettenförmiges Makromolekül mit umgebenden anderen kettenförmigen Makromolekülen in einer Polymerschmelze oder einer konzentrierten Polymerlösung Verschlaufungen aus, stellen diese topologische Restriktionen der molekularen Bewegung des betrachteten Makromoleküls dar. Das Reptationsmodell beschreibt den Einfluss der intermolekularen Verschlaufungen auf Dynamik und Rheologie von Polymeren. Reptation gilt als der dem viskosen Fließen verschlaufter amorpher Polymere zugrundeliegende Mechanismus. Das Reptationsmodell beruht auf Arbeiten von Pierre-Gilles de Gennes sowie von Samuel Edwards und Masao Doi. De Gennes erhielt unter anderem für seine Beiträge zur Entwicklung des Reptationsmodells 1991 den Nobelpreis für Physik. Ähnliche Phänomene wurden bei Proteinen beobachtet. Eng verwandt mit Reptation ist das Repton-Konzept.

↑ Gert R. Strobl: The physics of polymers: concepts for understanding their structures and behavior. 3. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-68411-4, 8.3.1 The Reptation Model, S. 338 ff.
↑ Vladimir N. Pokrovskii: The Mesoscopic Theory of Polymer Dynamics (= Springer Series in Chemical Physics. Band 95). Springer Netherlands, Dordrecht 2010, ISBN 978-90-481-2230-1, 3.5 Reptation-Tube Model, S. 56 ff., doi:10.1007/978-90-481-2231-8 (springer.com [abgerufen am 8. März 2025]).
↑ T. C. B. McLeish: Tube theory of entangled polymer dynamics. In: Advances in Physics. Band 51, Nr. 6, September 2002, ISSN 0001-8732, S. 1379–1527, doi:10.1080/00018730210153216 (tandfonline.com [abgerufen am 8. März 2025]).
↑ P. G. de Gennes: Reptation of a Polymer Chain in the Presence of Fixed Obstacles. In: The Journal of Chemical Physics. Band 55, Nr. 2, 15. Juli 1971, ISSN 0021-9606, S. 572–579, doi:10.1063/1.1675789 (aip.org [abgerufen am 8. März 2025]).
↑ Pierre-Gilles de Gennes: Entangled polymers. In: Physics Today. Band 36, Nr. 6, 1. Juni 1983, ISSN 0031-9228, S. 33–39, doi:10.1063/1.2915700 (aip.org [abgerufen am 8. März 2025]).
↑ Masao Doi, S. F. Edwards: Dynamics of concentrated polymer systems. Part 1.—Brownian motion in the equilibrium state. In: J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2. Band 74, 1978, ISSN 0300-9238, S. 1789–1801, doi:10.1039/F29787401789 (rsc.org [abgerufen am 8. März 2025]).
↑ Nobel Prize in Physics 1991. The Royal Swedish Academy of Sciences, 16. Oktober 1991, abgerufen am 11. März 2025 (amerikanisches Englisch).
↑ Z. Bu, J. Cook, D. J. Callaway: Dynamic regimes and correlated structural dynamics in native and denatured alpha-lactalbumin. In: Journal of Molecular Biology. 312. Jahrgang, Nr. 4, 2001, S. 865–73, doi:10.1006/jmbi.2001.5006, PMID 11575938. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.
↑ G. T. Barkema, D. Panja, J. M. J. Van Leeuwen: Structural modes of a polymer in the repton model. In: The Journal of Chemical Physics. 134. Jahrgang, Nr. 15, 2011, S. 154901, doi:10.1063/1.3580287, PMID 21513412, arxiv:1102.1394, bibcode:2011JChPh.134o4901B. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.
↑ M. Rubinstein: Discretized model of entangled-polymer dynamics. In: Physical Review Letters. 59. Jahrgang, Nr. 17, 1987, S. 1946–1949, doi:10.1103/PhysRevLett.59.1946, PMID 10035375, bibcode:1987PhRvL..59.1946R. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.

[1] Gert R. Strobl: The physics of polymers: concepts for understanding their structures and behavior. 3. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 2007, ISBN 978-3-540-68411-4, 8.3.1 The Reptation Model, S. 338 ff.

[2] Vladimir N. Pokrovskii: The Mesoscopic Theory of Polymer Dynamics (= Springer Series in Chemical Physics. Band 95). Springer Netherlands, Dordrecht 2010, ISBN 978-90-481-2230-1, 3.5 Reptation-Tube Model, S. 56 ff., doi:10.1007/978-90-481-2231-8 (springer.com [abgerufen am 8. März 2025]).

[3] T. C. B. McLeish: Tube theory of entangled polymer dynamics. In: Advances in Physics. Band 51, Nr. 6, September 2002, ISSN 0001-8732, S. 1379–1527, doi:10.1080/00018730210153216 (tandfonline.com [abgerufen am 8. März 2025]).

[4] P. G. de Gennes: Reptation of a Polymer Chain in the Presence of Fixed Obstacles. In: The Journal of Chemical Physics. Band 55, Nr. 2, 15. Juli 1971, ISSN 0021-9606, S. 572–579, doi:10.1063/1.1675789 (aip.org [abgerufen am 8. März 2025]).

[5] Pierre-Gilles de Gennes: Entangled polymers. In: Physics Today. Band 36, Nr. 6, 1. Juni 1983, ISSN 0031-9228, S. 33–39, doi:10.1063/1.2915700 (aip.org [abgerufen am 8. März 2025]).

[6] Masao Doi, S. F. Edwards: Dynamics of concentrated polymer systems. Part 1.—Brownian motion in the equilibrium state. In: J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2. Band 74, 1978, ISSN 0300-9238, S. 1789–1801, doi:10.1039/F29787401789 (rsc.org [abgerufen am 8. März 2025]).

[7] Nobel Prize in Physics 1991. The Royal Swedish Academy of Sciences, 16. Oktober 1991, abgerufen am 11. März 2025 (amerikanisches Englisch).

[8] Z. Bu, J. Cook, D. J. Callaway: Dynamic regimes and correlated structural dynamics in native and denatured alpha-lactalbumin. In: Journal of Molecular Biology. 312. Jahrgang, Nr. 4, 2001, S. 865–73, doi:10.1006/jmbi.2001.5006, PMID 11575938. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.

[9] G. T. Barkema, D. Panja, J. M. J. Van Leeuwen: Structural modes of a polymer in the repton model. In: The Journal of Chemical Physics. 134. Jahrgang, Nr. 15, 2011, S. 154901, doi:10.1063/1.3580287, PMID 21513412, arxiv:1102.1394, bibcode:2011JChPh.134o4901B. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.

[10] M. Rubinstein: Discretized model of entangled-polymer dynamics. In: Physical Review Letters. 59. Jahrgang, Nr. 17, 1987, S. 1946–1949, doi:10.1103/PhysRevLett.59.1946, PMID 10035375, bibcode:1987PhRvL..59.1946R. Vorlage:Cite journal: Der Parameter language wurde bei wahrscheinlich fremdsprachiger Quelle nicht angegeben.