Transporte de solutos durante el proceso de absorción y crecimiento de hidrogeles confinados

FALCIONI, S.; ROHT, Y.L.; BINDA, L.; DRAZER, G.; IPPOLITO, I.

Webinar

Congreso; 105º Reunión de la Asociación Fisica Argentina Primera RAFA Webinar; 2020

Los hidrogeles son estructuras poliméricas que al ponerse en contacto con agua tienen la propiedad de absorber una gran cantidad de agua, hinchándose y aumentando considerablemente su tamaño. El objetivo de este trabajo es estudiar las propiedades de intercambio (de agua y solutos) con el medio circundante durante el proceso de absorción y crecimiento de hidrogeles inmersos en una solución acuosa con un soluto disuelto (colorante water blue). Para ello, se diseñó un dispositivo experimental formado por una celda estanca de paredes transparentes que nos permite visualizar el crecimiento de los hidrogeles y conocer la concentración de soluto en diferentes lugares de ésta. Durante las diferentes experiencias se registraron las variaciones de intensidad de luz transmitida a través de la apertura de la celda con una cámara de video de alta resolución (Coolsnap) a intervalos de tiempo constante. De esta manera, se obtuvo información de la concentración media del colorante para cada posición de la celda y para todo instante de tiempo. Se realizaron experiencias variando la cantidad de hidrogeles presentes, la concentración de soluto inicial y a volumen de fluido constante.Se observó que los hidrogeles poseen mayor selectividad al agua que al soluto disuelto, generando en diferentes zonas de la celda un aumento de la concentración local del colorante. Este fenómeno se intensifica al aumentar el número de hidrogeles presente en la celda. Se estudió la variación temporal de la concentración de soluto presente en distintas zonas de la celda: lejos de los hidrogeles (arriba y debajo de estos) y en los intersticios que forman los hidrogeles entre ellos. Del análisis de esta variación se encontró que es necesario dividir el estudio temporal en dos partes, durante el crecimiento de los hidrogeles y cuando estos ya no crecen más. Específicamente, hemos notado que la concentración de soluto en solución acuosa aumenta a medida que los hidrogeles crecen llegando a una concentración máxima, particularmente, en la zona inferior de la celda. Por último, cuando los hidrogeles no crecen más, se visualiza una mezcla del colorante entre las diferentes zonas de la celda hasta obtener una homogeneización de este.