Mejor que jugar con Legos, arrojar cadenas de polímeros de diferentes longitudes en una mezcla puede producir resultados sorprendentes. En un nuevo estudio publicado en EPJ E , Los físicos se centran en cómo una mezcla de cadenas químicamente idénticas en una masa fundida produce efectos únicos en su superficie. Eso se debe a la forma en que las cadenas de polímero cortas y largas interactúan entre sí. En este tipo de derretimientos, los extremos de la cadena de polímero tienen, tiempo extraordinario, una preferencia por la superficie.
Ahora, Pendar Mahmoudi y Mark Matsen de la Universidad de Waterloo, Ontario, Canadá, han estudiado los efectos del enriquecimiento de polímeros fundidos de cadena larga con polímeros de cadena corta. Realizaron simulaciones numéricas para explicar la disminución de la tensión en la superficie de la masa fundida, debido a cadenas cortas que se segregan en la superficie con el tiempo a medida que aumenta el desorden en la masa fundida. Encontraron una fórmula elegante para calcular la tensión superficial de tales derretimientos, conectado al peso relativo de sus componentes.
En este estudio, los autores modelan polímeros individuales como un modelo de cuentas y resortes que une una serie de monómeros conectados por enlaces libremente articulados. Luego usan una teoría, llamada teoría de campo autoconsistente (SCFT), lo que ayuda a modelar lo que sucede en la superficie del polímero fundido. También modelan el exceso de concentración de polímeros cortos combinado con el efecto sobre la tensión superficial en términos de energía de desorden. Encuentran que existen dependencias universales de la distribución del peso molecular de los polímeros.
Luego, los autores comparan su simulación con ecuaciones aproximadas. Deducen una fórmula matemática simple que describe la tensión interfacial entre los polímeros inmiscibles de cadena corta y de cadena larga en función del peso molecular de los polímeros en la mezcla. Qué es más, encuentran que el peso molecular también afecta el nivel de segregación entre polímeros de cadena corta y larga.
