Espumas responsivas a pH. Aporte de la reflectometría de rayos-X a la compresión de los mecanismos de respuesta

MARTINELLI, HERNAN; FERNÁNDEZ LEYES, MARCOS D.; RITACCO, HERNAN ALEJANDRO

Buenos Aires

Congreso; IV Congreso Argentino de Técnicas Neutrónicas; 2023

LAHN-Comisión de Energía Atómica y Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA)

Introducción: Las espumas inteligentes 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 un ejemplo de espuma responsiva basada en sistemas mezcla polielectrolito-surfactante (PS), usado como agente estabilizante. El sistema 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. Mediante experimentos de reología interfacial, reflectividad de rayos-X (XRR), 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, y no debido a cambios en la actividad superficial de los complejos, es decir, del equilibrio de adsorción en la interfaz agua-aire, lo cual queda evidenciado por los resultados de XRR. La reflectometría de rayos-X jugó un rol fundamental que permitió determinar no solo los mecanismos de respuesta, sino también la estructura de la monocapa compleja en la interfaz de los films líquidos de la espuma.