Simulación de dinámica molecular de la influencia de grupos funcionales oxidados en las propiedades de unión...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Materiales
• Ingeniería Química
• Fisicoquímica

Sus antecedentes:

• La adhesión asfalto-agregado es crucial para la durabilidad del pavimento.
• Los grupos funcionales oxidados, como el carbonilo (C=O) y el sulfóxido (S=O), se forman durante el envejecimiento del asfalto y afectan sus propiedades.
• Comprender estas interacciones microscópicas es clave para mejorar el rendimiento del asfalto.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de los grupos carbonilo y sulfóxido en la adhesión asfalto-agregado.
• Analizar cómo las diferentes concentraciones de estos grupos funcionales afectan las energías interfaciales.
• Elucidar los mecanismos microscópicos que rigen las interacciones entre el ligante asfáltico y el agregado.

Principales métodos:

• Se utilizaron simulaciones de dinámica molecular (MD) con un modelo de asfalto de cuatro componentes.
• Se construyeron modelos de agregado de sílice (SiO2) y sistemas de interfaz asfalto-agregado.
• Se analizaron las energías interfaciales (interacción, van der Waals, electrostática) a diferentes concentraciones de grupos funcionales.

Principales resultados:

• El aumento de la concentración de carbonilo (C=O) mejoró la interacción, las energías de van der Waals y electrostáticas.
• El aumento de la concentración de sulfóxido (S=O) disminuyó las energías de interacción y de van der Waals, pero aumentó la energía electrostática.
• Los grupos sulfóxido tuvieron un impacto más significativo en las energías interfaciales que los grupos carbonilo.

Conclusiones:

• Los grupos funcionales oxidados influyen críticamente en la adhesión asfalto-agregado.
• El tipo y la concentración de los grupos funcionales dictan la naturaleza y el alcance de los cambios en la adhesión.
• Los grupos sulfóxido desempeñan un papel dominante en la modificación de las propiedades interfaciales entre el asfalto envejecido y los agregados.