?Simulación Computacional de Nanoreactores Autoensamblados?

AGAZZI, F.; CORREA, N. M; .RODRIGUEZ, J;

Cordoba

Congreso; NANOCORDOBA 2014; 2014

Fundacion Argentina de Nanotecnología

Durante los ´ultimos a?nos se ha incrementado el inter´es en el dise?no de sistemas capaces de actuar comonanoreactores para la s´ıntesis de nanopart´ıculas (NPs). Un ejemplo mod´elico de esta clase de sistemas lo constituyenlas Micelas Inversas (MIs), agregados autoensamblados de surfactantes, dispersos en un medio nopolary en cuyo interior se puede encapsular agua.[1] Estos sistemas presentan diferentes entornos: un coraz´on polar,una interfaz anfif´ılica compuesta por surfactantes y una fase no-polar externa. Las propiedades de dichos entornosen MIs cati´onicas han sido escasamente investigadas desde un punto de vista molecular. M´as a´un, a pesar deser un fen´omeno fundamental en la s´ıntesis de NPs, el efecto de la fase externa sobre las interacciones intermicelarestambi´en ha sido poco estudiado. En este trabajo se llevaron a cabo simulaciones computacionales conDin´amica Molecular (DM), para investigar propiedades de MIs conformadas por el surfactante cati´onico clorurode bencil?n?hexadecildimetilamonio (BHDC).Los objetivos de este trabajo fueron: (i) determinar propiedades estructurales y din´amicas de MIs de agua/BHDCen benceno, a dos relaciones molares W0 = Agua/BHDC (W0 = 5 y W0 = 10), y (ii) determinar perfiles deenerg´ıa libre para la coalescencia entre MIs con dos composiciones diferentes de la fase externa (XHp = 0, 00 yXHp = 0, 30).Las MIs en benceno presentaron una forma elipsoidal, con excentricidades de 0,9. A pesar de la simetr´ıano?esf´erica, se demostr´o que es posible establecer una relaci´on lineal entre W0 y di´ametros hidrodin´amicosdeterminados con dispersi´on din´amica de luz (DLS).[2,3] El an´alisis de las correlaciones espaciales revel´o tresdominios: el coraz´on acuoso, la interfaz de surfactante y la fase externa. Los valores de ´area accesible a solventepara el coraz´on acuoso sugieren una fuerte penetraci´on de mol´eculas de solvente en la interfaz micelar. Lacomparaci´on entre los perfiles de densidad de las MIs, mostraron que al aumentar el tama?no micelar (W0 m´asgrande), se increment´o en el ancho de las distribuciones de todas las especies en la interfaz, y el solapamientoentre los perfiles de las colas y el benceno. Los valores de los tiempos caracter´ısticos para la din´amica rotacionaly de los puentes hidr´ogenos del agua encapsulada resultaron un orden de magnitud m´as grandes que para el aguamacrosc´opica. Los efectos sobre dicha din´amica disminuyen al incrementar el tama?no micelar.[3]Para estimar la influencia de la fase externa sobre las interacciones intermicelares, se determinaron los perfilesde energ´ıa libre para el proceso de coalescencia entre MIs de tama?no similar en benceno puro (XHp = 0, 00) yen una mezcla n?heptano:benceno (XHp = 0, 30). Los resultados obtenidos permiten inferir que las atraccionesintermicelares, y en consecuencia la asociaci´on entre MIs, se favorecen en presencia de n?heptano.[3] Estas observacionesacuerdan con los resultados experimentales obtenidos previamente por medidas de dispersi´on din´amicade luz (DLS).[2] La estructura m´as voluminosa y flexible de n?heptano facilita la expulsi´on de mol´eculas de lainterfaz micelar, generando una reducci´on en la barrera de energ´ıa que controla el proceso de asociaci´on. Losefectos de la fase externa se han utilizado en el grupo para controlar el tama?no y morfolog´ıa de NPs de orosintetizadas utilizando MIs.[4]Como conclusi´on general, se caracterizaron desde un punto de vista molecular MIs de agua/BHDC en benceno.Adem´as, se demostr´o que las interacciones intermicelares pueden ser reguladas a trav´es de la composici´onde la fase externa. Los efectos observados se pueden explicar teniendo en cuenta la geometr´ıa de las mol´eculas delos solventes org´anicos. Las conclusiones obtenidas permiten pon