Potenciales efectivos inducidos por orden nemático

NICOLÁS A. GARCÍA; NICOLETTA GNAN; EMANUELA ZACCARELLI

Córdoba

Congreso; VI Encuentro Argentino de Materia Blanda; 2016

Interacciones efectivas juegan un importante rol en la física de las dispersiones coloidales. Una de las formas más usadas para ajustar los potenciales efectivos intervinientes en estas soluciones es mediante la depleción [1]. Recientemente, se han estudiado fuerzas efectivas gobernadas por auto-ensamblado espontaneo del co-soluto, análogo al famoso efecto Casimir [2], donde fuerzas tipo Casimir han sido encontradas cerca de la transición de percolación [3,4]. En este trabajo, se examinan las fuerzas efectivas inducidas por un co-soluto que se auto-organiza en cadenas lineales o agregados más complejos. Utilizando simulaciones Monte Carlo 3D fue posible calcular el potencial efectivo entre dos grandes coloides inmersos en una solución compuesta por partículas depletantes diez veces más pequeñas. Estas partículas fueron modelados como coloides irregulares (patchy colloids) donde un núcleo repulsivo duro se complementa con dos o más parches atractivos de corto alcance adheridos sobre superficie [5]. En este estudio fue posible identificar 3 regímenes característicos para el problema. El régimen más interesante se observó a altas densidades del co-soluto y a bajas temperaturas, donde los potenciales efectivos exhiben inusuales oscilaciones atractivas no observadas hasta el momento. Estas oscilaciones estarían asociadas al ordenamiento orientacional inducido por el confinamiento del co-soluto creado por los coloides. Este confinamiento es capaz de inducir orden nemático sobre las cadenas lineales auto-ensambladas y este orden modula los efectos de depleción. Nuestro estudio allana el camino para una nueva clase de interacción coloidal que se da lugar en ambientes de hacinamiento, relevante por ejemplo para sistemas biológicos.