Cepillos poliméricos expuestos a líquido en flujo: dinámica cíclica y comportamiento colectivo

CLAUDIO PASTORINO

Workshop; III Workshop en Ecuaciones de la Física Matemática UNSAM-UNGS; 2014

UNSAM-UNGS

La dinámica de una  cadena polimérica fijada a una pared y sometida a un flujo de líquido ha recibido gran atención recientemente debido a la posibilidad de su medición con experimentos de microscopía de fluorescencia y a la importancia del problema en sistemas biológicos y para desarrollos de Microfluídica. Esta dinámica es mucho más compleja que lo previsto en principio y está influida por el movimiento Browniano y de relajación de la cadena polimérica y  efectos hidrodinámicos. Un elemento central observado, es un movimiento cíclico asincrónico de la cadena en presencia de flujo. En este  trabajo, estudiamos la versión colectiva de este sistema, mediante simulaciones de dinámicamolecular con  termostato de Dissipative Particle Dynamics. Se simularon cepillos poliméricos bajo la acción de un flujo lineal  (Couette) o parabólico (Poiseuille). Se analizó la dinámica de las cadenas del cepillo polimérico con líquidos simples y poliméricos; y las consecuencias de la misma sobreotra especies moleculares en la interfase. Se encontró que en presencia de una interfase cepillo-solvente bien definida, la dinámica cíclica de las cadenas del cepillo da origen a transporte inverso de moléculas confinadas en el seno del cepillo. Con este efecto, se produce simultáneamente al flujo principal impuesto, un flujo inverso en el seno del cepillo. Se analizan en qué condiciones esto ocurre, , órdenes de magnitud de los parámetros involucrados y posibles aplicaciones en Microfluídica.