AGUA NANOCONFINADA: ESTUDIOS DE INTERÉS PARA PROCESOS DE AUTOENSAMBLE EN MEDIO ACUOSO

G.A. APPIGNANESI; L.M. ALARCÓN; J.A. RODRÍGUEZ FRIS; S. ACCORDINO; J.M. MONTES DE OCA; C. MENÉNDEZ; M.A. MORINI; M.B. SIERRA; V.I. PEDRONI

Santiago del Estero

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

CITSE-UNSE

Una plena comprensión del comportamiento del agua en la nanoescala resultaría esencial para entender los procesos de autoensamble molecular en medio acuoso, de relevancia tanto en biofísica y bioingeniería como en ciencia de materiales. En dichos procesos, el agua oficia de mediador entre complejas superficies que se relacionan generalmente por interacciones de tipo no-covalente, generando ambientes de nanoconfinamiento para los cuales nuestro conocimiento del comportamiento del agua masiva suele tener valor escaso (o, incluso, resultar engañoso), por lo que se requiere del desarrollo de una nueva intuición. Por ejemplo, en la asociación de superficies hidrofóbicas, el nanoconfinamiento afecta las propiedades termodinámicas del agua de hidratación de modo de producir el ?secado? promotor del colapso hidrofóbico. Adicionalmente, en el caso de la unión de un ligando a una proteína, se espera que éste desplace agua de hidratación fácilmente removible para concretar la asociación. El conocimiento del modo en que distintas condiciones de nanoconfinamiento afectan a la hidrofobicidad local resulta, entonces, de enorme relevancia tanto para comprender y predecir el comportamiento de estos sistemas, como para emularlos en esfuerzos de diseño.En este trabajo presentaremos estudios preliminares que apuntan al desarrollo de principios generalizables que apunten a sentar las bases de una teoría de hidrofobicidad. Primeramente nos focalizaremos en sistemas modelo y estudiaremos una serie de propiedades como por ejemplo fluctuaciones de densidad del agua. Para ello comenzamos trabajando con monocapas autoensambladas (SAMs) formadas por cadenas de alcanos con grupos terminales hidrofóbicos e hidrofílicos, para luego estudiar otros grupos funcionales, polares y no polares, y poder comparar los resultados obtenidos con sistemas más complejos, como ser membranas lipídicas. Los resultados nos indican que las fluctuaciones de densidad de los átomos de las membranas lipídicas que presentan comportamientos más hidrofílicos, presentan fluctuaciones de densidad similares a las monocapas hidrofílicas, mientras que para los grupos hidrofóbicos los resultados son comparables con las monocapas hidrofóbicas. Además, en los estudios de hidrofobicidad llevados a cabo, discriminamos los diferentes grupos de átomos que componen la membrana de acuerdo a su grado de hidratación con el fin de determinar el modo en que la topología y la topografía definen la hidrofobicidad local, observando una distribución simple que nos indica la no presencia de diferentes estados de hidratación en función del tiempo.