Flujo de líquidos simples y complejos confinados entre cepillos poliméricos: inversión de momento como mecanismo de separación en Microfluídica

C. PASTORINO; M. MÜLLER

Mar del Plata

Workshop; Tercer encuentro Nacional de Materia Blanda; 2010

Se presentan simulaciones numéricas para estudiar la dinámica de lasmoléculas de un cepillo polimérico (capa de polímeros fijados por un extremo aun sustrato) que confina un líquido en flujo estacionario.  El cepillo está compuestode cadenas de 32 beads y el líquido puede estar compuestode cadenas o ser un líquido simple (de Lennard-Jones).La moléculas se modelan conpotenciales de interacción de grano grueso, que describen las propiedadesprincipales de las moléculas, sin incluir los detalles químicos y  latemperatura se mantiene constante  con el termostato de Dissipative ParticleDynamics, que conserva las correlaciones hidrodinámicas del sistema,permitiendo una adecuada descripción hidrodinámica para el sistema fuera deequilibrio. Los flujos se establecen aplicando una fuerza externa en volumen (Poiseuille).Calculamos los  perfiles de densidad, velocidad y momento en función de ladistancia al medio confinante para analizar la dinámica de las distintasmoléculas.  Encontramos que  la dinámica cíclica de las moléculas del cepillo,que había sido observada en experimentos de fluorescencia de cadenas de ADN,está también presente como comportamiento colectivo de las cadenas delcepillo.  Además, esta dinámica da lugar a una inversión del flujo localizadaen una región bien delimitada de la interfase líquido-cepillo y esindependiente del tipo de flujo y las características específicas de lasmoléculas involucradas.  Agregando una nueva especie de molécula ("trazador")confinada en la zona de movimiento cíclico mediante potenciales externos,encontramos que el efecto invierte completamente el momento de la nuevaespecie. Esto implica que, mientras  una especie molecular se mueve en elsentido del flujo principal, una segunda especie se mueve en sentido opuesto.Analizamos este efecto utilizando también incompatibilidad química y unlíquido simple y una segunda especie molecular fijada a la pared (cepillo binario) Esteresultado general podría aplicarse, como mecanismo de separación molecular  enMicrofluídica.