Polielectrolitos en superficies e interfaces: un estudio teórico-computacional

• Autores: C. F. Narambuena
• Directores de la Tesis: Ezequiel Pedro Marcos Leiva (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) ( Argentina ) en 2008
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: hdl.handle.net
• Resumen

  • 1. Polímeros y polielectrolitos Los polímeros son macromoléculas que contienen unidades estructurales, denominados monómeros, que se unen para dar formas lineales, ramificadas, dendríticas, etc., con un peso molecular elevado. Si los monómeros son idénticos químicamente, el polímero resultante se denomina homopolímero, por otro lado, silos monómeros son distintos lo denominamos "heteropolímero". El polietileno es un ejemplo de homopolímero y las proteínas son un ejemplo de heteropolímero biológico. Existen polímeras que contienen grupos funcionales que en ciertas condiciones se pueden ionizar y de esta forma generar carga eléctrica en sus monómeros. Por lo general, esto se logra disolviendo el polímero en una solución acuosa. A este tipo de polímero se lo denomina polielectrolito (PE). A los polielectrolitos los podemos clasificar como policationes o polianiones cuando llevan carga positiva o negativa respectivamente. El ácido desoxiribonucléico (ADN) es un ejemplo de polianión natural y el quitosan un ejemplo de policatión. Si el polielectrolito lleva una combinación de cargas positivas y negativas estamos presencia de un polianfolito. En particular, existen interesantes ejemplos biológicos constituidos por cierto tipo de proteínas que contienen algunas porciones estructurales con cargas positivas y otras con cargas negativas. Como mencionamos, al tomar contacto con el agua los grupos funcionales del polielectrolito se disocian, con lo que se cargan eléctricamente y liberan iones pequeños al medio. Dependiendo de las condiciones particulares del medio, cierta cantidad de iones pequeños que se liberan, forman una atmósfera iónica alrededor del polielectrolito. Desde el punto de vista termodinámico, hay que entregar energía al sistema para disociar esos grupos funcionales, es decir, que la entalpía es positiva, AH > O, por otro lado, estos iones pequeños ganan entropía traslacional al ser liberados, AS > O. Esta ganancia entrópica es la fuerza impulsora de la disolución. Esto implica que en el balance termodinámico de la energía libre, AG=AI-I-TAS, que dicta la espontaneidad del proceso, el termino entrópico (TAS) es necesariamente mayor en magnitud que la entalpía (dado que ésta es positiva) para que la disolución sea espontánea. Es decir que debemos tener AG=A11-TAS