Estructuras Intermedias para Arreglos Supramoleculares de Alto Nivel: Micelas Discoidales en Soluciones de Ácido n- Decano Fosfónico

E. P. SCHULZ; ÁNGEL PIÑEIRO GUILLÉN; J.L. RODRIGUEZ; R.M. MINARDI; M.A. FRECHERO; P.C. SCHULZ

Bahía Blanca

Congreso; IV Congreso Argentino de Materia Blanda; 2012

Universidad Nacional del Sur

La formación de micelas discoidales se ha informado en  unos  pocos sistemas de tensioactivos, generalmente mezclas, incluyendo fosfolípidos. Puesto que en literatura se postuló  que las micelas discoidales pueden ser un paso previo a la formación de mesofases laminares cuando éstas se forman directamente al contactar el anfifilo con agua , y este es el caso de los ácidos alcano fosfónicos, se realizó una investigación experimental y mediante simulaciones de dinámica molecular de soluciones de ácido  n-decano fosfónico.  Determinaciones de absorbancia, solubilización de Sudan III, conductividad, microscopia óptica y viscosidad llevaron a la conclusión de que al aumentar la concentración el sistema DPA-agua pasa de solución molecular a agregados premicelares, luego a micelas esféricas que crecen formando micelas asimétricas discoidales, que luego se agregan formando cristal líquido laminar.    Con menos  de 90 moléculas los agregados son aproximadamente esféricos. Mediante resultados de simulación de dinámica molecular se calculó el área accesible al agua en la superficie micelar, resultando compatible con información disponible de otras fuentes. La estructura de la capa de Stern indica una fuerte interacción mediante enlaces de hidrógeno entre los grupos polares, que ya había sido deducido de datos experimentales en otros sistemas similares.  La determinación del tiempo de vida media de los enlaces de hidrógeno entre grupos fosfónicos muestra que son significativamente más fuertes que los existentes entre moléculas de agua, justificando la organización de la capa de Stern. La penetración de agua en la empalizada hidrocarbonada es muy pequeña. El número de enlaces de hidrógeno entre grupos polares por molécula es aproximadamente el doble que entre grupos polares y agua.   Las simulaciones de dinámica molecular también predicen  que a medida que crecen los agregados la concentración de moléculas no agregadas (monoméricas) debe permanecer constante, lo que se ha verificado en un sistema estrechamente relacionado (ácido dodecano fosfónico) mediante el uso de electrodos selectivos de iones.  Se encontró que la CMC informada en literatura es demasiado grande y probablemente surja de interpretar incorrectamente el cambio de conductividad ocurrido a esa concentración.  Esto enfatiza la necesidad de utilizar una batería de técnicas diferentes para asegurar la interpretación correcta del  significado de una transición en propiedades de sistemas autoagregados.