Caminos de Mínima Energía Libre para el Autoensamblado de Polímeros en Interfaces

MARIO TAGLIAZUCCHI

La Plata

Congreso; 102 RAFA; 2017

Los cepillos poliméricos están constituidos por cadenas poliméricas ancladas a una superficie por uno de sus extremos terminales. Este sistema puede formar nanoestructuras autoensambladas en un solvente pobre (es decir un solvente en el cual el polímero no es soluble), debido al hecho de que una separación de fases macroscópica no es posible por el anclaje de las cadenas al sustrato. Por lo tanto, los cepillos poliméricos en un solvente pobre se separan en fase localmente formando agregados, los cuales pueden poseer distinta morfología (micelas, fibras, películas con agujeros llenos de solvente, etc.). Este proceso se denomina microseparación de fases. Se discutirán brevemente estudios teóricos y experimentales previos referidos al proceso de autoensamblado de cepillos poliméricos por microseparación de fases y, en este contexto, se presentará una metodología teórica reciente desarrollada por nosotros (Soft Matter, 2017,13, 2362-2370) que permite estudiar la evolución de la morfología y energía libre de un cepillo polimérico durante el proceso de microseparación de fases. Este marco teórico nos permite determinar el camino de mínima energía libre para la transición entre dos estructuras de distinta morfología. Se demostrará que el proceso de microseparación de fases puede ser un proceso activado, es decir, que debe a atravesar una barrera de energía libre. Se analizarán los efectos del largo de cadena y la densidad de puntos de anclaje sobre la altura de la barrera y, finalmente, se discutirá brevemente las consecuencias de la presencia de la barrera de energía libre para la formación de nanoagregados y las propiedades del cepillo polimérico, en particular la posibilidad de observar histéresis en las propiedades del sistema al ciclar la calidad del solvente.