Adsorción y desorción de polı́meros y copolı́meros en superficies bio-inspiradas con aplicaciones cosméticas

GARCÍA N. A.; ADROHER BENÍTEZ I; CATALINI G; MOROZOVA T I; BARRAT J L; LUENGO G S; LÉONFORTE F

Bariloche

Congreso; 107° Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

Asociación de Física Argentina

Los polímeros son ingredientes clave en la mayoría de los productos cosméticos. Con el fin de conciliar nuestras necesidades diarias con la preservación de un planeta con recursos limitados, desde hace unos años la industria cosmética está haciendo un notable esfuerzo para mejorar la sostenibilidad y el rendimiento de sus nuevas for- mulaciones. En el caso del cuidado del cabello, el desempeño cosmético está determinado por la forma en que los polímeros se adsorben en la superficie del mismo, la cual está altamente condicionada por las propiedades físico-químicas de su estructura externa. Sin embargo, a pesar de la gran cantidad de investigación experimental ya realizada en esta dirección todavía se desconocen qué variables físicas juegan un rol determinante en la adsorción de los polímeros así como también de qué depende la estabilidad de estos recubrimientos poliméricos.En este trabajo, hemos desarrollado métodos computacionales para analizar la dinámica de adsorción de polímeros en superficies bio-inspiradas realistas (modeladas a partir de imágenes experimentales de AFM de ca- bello humano) y la estabilidad de las capas adsorbidas para diferentes arquitecturas y composiciones de cadenas poliméricas. Primero, el estudio se realizó con el sistema más simple: homopolímeros monodispersos. Con este modelo, abarcamos el comportamiento de las moléculas simples. Luego, se crearon moléculas más complejas uti- lizando cadenas ramificados con por ejemplo, 17 unidades por monómero. Estos sistemas más complejo pretenden modelar algunas de las macromoléculas de origen natural que se utilizan actualmente en la industria cosmética. Con estos modelos se realizaron simulaciones de Dinámica Molecular de solventes implícitos para estudiar las estructuras adsorbidas en función de la longitud de las cadenas, la arquitectura de la molécula y su concen- tración variando desde regímenes diluidos a semidiluidos. Se analizó la estructura del recubrimiento resultante y se compararon los resultados entre los tres tipos de polímeros. Finalmente, utilizando simulaciones de dinámica browniana se aplicó un flujo de corte lineal sobre las capas adsorbidas para probar la estabilidad del recubrimiento y analizar la dinámica de desorción de las cadenas.[1] Morozova, T. I.; García, N. A.; Barrat, J.-L.; Luengo, G. S.; Léonforte, F. “Adsorption and desorption of polymers on bio-inspired chemically structured substrates”. ACS Applied Materials Interfaces 2021, 13 (25), 30086-30097.[2] Adroher-Benítez, I.; Catalini, G.; Morozova, T. I.; García, N. A.; Barrat, J.-L.; Luengo, G. S.; Léonforte, F. “Modeling the adsorption of copolymers on heterogeneous surfaces and the stability of polymer coatings for cos- metic applications” (en progreso)