Mezclas polares en ambientes confinados

M. DOLORES ELOLA

Río Cuarto, Córdoba

Taller; 2do Taller-Escuela de Materia Blanda "Diseño avanzado de materiales funcionales"; 2009

Depto de Química, Universidad Nacional de Rio Cuarto

En este trabajo mostramos resultados obtenidos por simulaciones de Dinámica Molecular, mediante los cuales describimos aspectos estructurales y dinámicos de mezclas de agua y acetonitrilo en dos ambientes confinados distintos, ambos de dimensiones nanométricas.En el primer caso el confinamiento es provisto por dos paredes de silicio, separadas por distancias d=0.6, 1 y 1.5 nm, y con distintas características químicas. En el caso de paredestotalmente hidrofóbicas, observamos la ausencia de moléculas de agua en la región confinada a la menor distancia entre paredes.  A distancias entre placas del orden de 1 nm, el agua ingresa en la región confinante, sin embargo, siempre se observa una mayor concentración de acetonitrilo que de agua.  Las caracterísiticas dinámicas de la mezcla son analizadas en función de los movimientos difusivos y rotacionales. En el segundo caso, el confinamiento es provisto por una membrana compuesta por nanotubos de carbono (16,16) que conectan dos celdas, inicialmente llenas una con agua y otra con acetonitrilo.  La relajación a partir de esta configuración inicial se produce en distintas etapas: la primera corresponde a la equilibración de las concentraciones dentro de los nanotubos.  Luego, se establecen dos flujos coaxiales en sentidos opuestos, en los que se observa al agua en un dominio central a lo largo del eje, rodeado por acetonitrilo, cerca de las paredes del nanotubo. Los resultados sugieren la existencia de una tercera etapa, mucho más lenta, en la cual el mecanismo de relajación involucra modificaciones estructurales en la capa de solvatación localizada en los bordes de los nanotubos.