Efecto del enlace H en la amplificación del orden en el crecimiento de un polímero supramolecular en agua

Área de la Ciencia:

• Química supramolecular
• Ciencias de los materiales
• Química computacional

Sus antecedentes:

• Comprender las fuerzas de autoensamblaje en sistemas sintéticos es un desafío.
• Los estudios de proteínas destacan el enlace de hidrógeno y la hidrofobia, pero su papel en los polímeros sintéticos en el agua es menos claro.

Objetivo del estudio:

• Para diseccionar las contribuciones energéticas al autoensamblaje en un polímero supramolecular de 1,3,5-benzenetricarboxamida (BTA).
• Para aclarar el mecanismo de la formación ordenada de fibras en el agua.

Principales métodos:

• Estrategia de modelado molecular para analizar las contribuciones electrostáticas, hidrofóbicas y otras energéticas.
• Comparación computacional y experimental de BTA y un derivado de 1,3,5-benzenetricarboxíster (BTE) sin unión H.

Principales resultados:

• Se identificó un mecanismo cooperativo para el crecimiento del polímero, que requiere un tamaño agregado crítico para la aparición de pedidos.
• Las interacciones electrostáticas, principalmente el enlace de hidrógeno, favorecen la formación de fibras ordenadas sobre los agregados desordenados.
• Los derivados de BTE forman fibras con una longitud de persistencia reducida, lo que confirma el papel del enlace H en la estabilidad.

Conclusiones:

• El enlace de hidrógeno es la principal fuerza impulsora 1D para el apilamiento mejorado de monómeros y la amplificación de orden en el cultivo de polímeros supramoleculares en agua.
• El enfoque computacional establece un vínculo directo entre la estructura monomérica y las propiedades supramoleculares del polímero.