Estructura de las micelas y hidratación hidrofóbica

Área de la Ciencia:

• Química Física
• Química supramolecular
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• Las micelas son estructuras autoensambladas ubicuas formadas por tensioactivos en soluciones acuosas.
• La comprensión de la hidratación interna de la micela y la estructura de la superficie es crucial para las aplicaciones, pero sigue siendo un desafío.
• Los modelos anteriores a menudo asumían un núcleo hidrofóbico más rígido y menos hidratado.

Objetivo del estudio:

• Investigar la hidratación hidrofóbica de las micelas de tensioactivos con diferentes longitudes de cadena y grupos de cabezas.
• Para determinar el grado de penetración del agua en el interior de las micelas.
• Caracterizar el microambiente de las moléculas solubilizadas dentro de las micelas.

Principales métodos:

• Espectroscopia Raman combinada con resolución de curva multivariada (Raman-MCR)
• Agentes tensioactivos probados con diferentes longitudes de cadena alifática y grupos de cabeza aniónicos (carboxilato) o catiónicos (trimetilamonio).
• Sistemas estudiados tanto por debajo como por encima de la concentración micélica crítica (CMC).

Principales resultados:

• Demostró una penetración significativa de agua en los interiores de las micelas, que se extiende más allá de los primeros carbonos cerca del grupo de cabeza.
• El n-hexano desterizado disuelto mostró cambios de frecuencia vibratoria C-D indicativos de un ambiente seco y parecido al aceite.
• Se encontró que la localización del benceno disuelto era sensible a la carga del grupo principal.

Conclusiones:

• Los núcleos hidrofóbicos de micela están rodeados de superficies corrugadas con cavidades no polares hidratadas.
• La profundidad de estas cavidades hidratadas aumenta con la longitud de la cadena del surfactante.
• Estos hallazgos sugieren que las estructuras micelares son más complejas y parecidas a las proteínas de lo que se pensaba anteriormente.