Conjunto no anfifílico en el agua: naturaleza polimórfica, estructura de hilos y incompatibilidad termodinámica

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular de las moléculas.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La Química Física es la química física.

Sus antecedentes:

• El autoensamblaje de las moléculas hidrosolubles es entrópicamente difícil.
• Comprender los ensamblajes no anfifílicos en el agua es crucial para el desarrollo de nuevos materiales.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y sintetizar moléculas aromáticas solubles en agua capaces de formar conjuntos no anfifílicos y cristales líquidos cromónicos.
• Para investigar el comportamiento de ensamblaje y la formación de la fase de cristal líquido en soluciones acuosas.

Principales métodos:

• Síntesis de nuevas moléculas de dicromonilo solubles en agua.
• Caracterización de las fases de los cristales líquidos utilizando la birefringencia.
• Dispersión de neutrones de ángulo pequeño (SANS) para determinar estructuras de ensamblaje.
• Investigando el efecto de agregar moléculas monoaniónicas y dianiónicas.

Principales resultados:

• Se sintetizó una nueva molécula, 5'DSCG-diviol, que exhibe una gran fase birefringente.
• Se formaron ensamblajes no anfifílicos y fases de cristal líquido cromónico en el agua.
• SANS reveló ensamblajes en forma de vara independientes de la concentración.
• Las moléculas monoaniónicas interrumpieron la fase de cristal líquido, mientras que las moléculas dianiónicas la retuvieron.

Conclusiones:

• Se propuso una nueva estructura de ensamblaje para moléculas no anfifílicas en el agua, denominadas hilos moleculares.
• Estos hilos consisten en pequeñas moléculas unidas por puentes de sal y grupos aromáticos apilados, fuertemente hidratados.
• La mezcla de diferentes moléculas puede dar lugar a nuevos cristales líquidos o segregación de fase debido a la incompatibilidad termodinámica.