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Mario Tagliazucchi1, Omar Azzaroni, Igal Szleifer

  • 1INQUIMAE, CONICET, Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, C1428EHA, Argentina.

Journal of the American Chemical Society
|August 20, 2010
PubMed
Resumen

Este estudio introduce una teoría molecular para los nanocanales que responden a estímulos. La teoría predice con precisión la conductividad iónica dependiente del pH al modelar el comportamiento del polímero y la regulación de la carga dentro de espacios confinados.

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Published on: June 1, 2016

Área de la Ciencia:

  • Los nanofluidos son nanofluidos.
  • Física de la materia blanda Física de la materia blanda Física de la materia blanda Física de la materia blanda Física de la materia blanda Física de la materia blanda Física de la materia blanda
  • Se trata de una química supramolecular.

Sus antecedentes:

  • Los nanocanales de estado sólido modificados con arquitecturas supramoleculares representan nuevos elementos nanofluídicos sensibles a los estímulos.
  • Comprender su comportamiento requiere analizar la dinámica de los materiales blandos en geometrías confinadas y su respuesta a los cambios en las condiciones de la solución.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una teoría molecular para los nanocanales modificados por pincel de polielectrolitos.
  • Incorporar cambios conformacionales del polímero, varias interacciones y regulación de la carga en el modelo teórico.
  • Para predecir y explicar la conductividad iónica dependiente del pH en estos sistemas.

Principales métodos:

  • Se desarrolló una teoría molecular para modelar el comportamiento conformacional del polímero, las interacciones electrostáticas, de van der Waals y repulsivas.
  • La teoría explica el equilibrio ácido-base de los segmentos de polímeros, lo que permite la regulación de la carga.
  • Se realizaron cálculos moleculares para analizar el comportamiento del polímero y la conductividad iónica dentro del nanocanal.

Principales resultados:

  • El modelo teórico predice con precisión la conductividad iónica dependiente del pH, alineándose con los datos experimentales.
  • Los grandes cambios conformacionales observados en las cadenas de polímeros se desencadenan por variaciones ambientales.
  • La conductividad iónica del nanocanal está controlada por el estado de carga del polímero.

Conclusiones:

  • El estudio destaca el impacto significativo de la regulación de la carga y los efectos de nanoconfinamiento en la carga del polímero.
  • Los cálculos moleculares revelan que el pK aparente dentro del nanocanal se desvía de los valores de la solución a granel a medida que aumenta la curvatura del nanocanal.
  • La teoría desarrollada proporciona una comprensión fundamental de los elementos nanofluídicos que responden a los estímulos.