ESPUMAS INTELIGENTES EN BASE A COMPLEJOS POLÍMERO-TENSOACTIVO

MARTINELLI, HERNAN; DOMINGUEZ, CLAUDIA; FERNÁNDEZ LEYES, MARCOS; RITACCO, HERNÁN A.

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y química Inorgánica; 2023

Introducción: Las espumas inteligente son aquellas capaces de responder a estímulos externos tales como temperatura, luz, campos eléctricos/magnéticos o pH, entre otros. Estos estímulos pueden modular externamente tanto la espumabilidad, la capacidad de formar espuma, como la estabilidad del sistema disperso. Estas espumas inteligentes tienen un potencial enorme en diversas tecnologías y aplicaciones industriales en campos como la medicina, la cosmética, la limpieza y la de alimentos, entre otras. Por ejemplo, en remediación de suelos las espumas tienen una capacidad de barrido de contaminantes del medio poroso (suelos) mucho mayor que los líquidos, pero el manejo del flujo bifásico (las espumas) complica su utilización. Este problema se resolvería fácilmente con solo aplicar un estímulo externo y desestabilizar/estabilizar a voluntad la espuma.Resultados: En este trabajo mostraremos dos ejemplos de espumas responsivas basados en sistemas mezcla polielectrolito-tensoactivo (PS), usado como agente estabilizante. Uno de los sistemas es responsivo a pH, y está formulado en base a mezclas de ácido poliacrílico (PAA) y un tensoactico catiónico, el Gemini 12-2-12 (G12), en agua. Las espumas son estables a pH  3 e inestables a pH > 6.El otro sistema es responsivo a temperatura: las espumas son estables a T< 38 C e inestables a T mayores, y está formulado usando un co-polielectrolito (Cop-L) tipo cepillo de alginato de sodio y PNIPAam (poli-(N-isopropilacrilamida), mezclado con bromuro de dodecil trimetil amonio (DTAB).Mediante experimentos de reología interfacial, reflectividad de rayos-X, dispersión de luz dinámica y múltiple, entre otros, explicamos los mecanismos fisicoquímicos de respuesta en la espumabilidad y en estabilidad de estos sistemas.Conclusiones: Los complejos PS son sistemas idóneos para la formulación de espumas líquidas inteligentes. El mecanismo de respuesta para el sistema PAA/G12 es debido a la dinámica de adsorción de los complejos PAA/G12 en la interfaz agua-aire en las espumas. En el caso del sistema Cop-L/DTAB, el mecanismo de respuesta es una transición conformacional del co-polielectrolito en la interfaz (cadena extendida a ovillo). Esta transición conformacional produce una modificación en la elasticidad dilacional interfacial, la cual desestabiliza la espuma. Ambos sistemas, el PAA/G12 responsivo a pH; y el COP-L/DTAB responsivo a T, pueden ser modificados con aditivos simples para transformarlos en responsivos a la luz UV, un estímulo más conveniente que el pH o la temperatura. Mostraremos como hacer esto.