(PhysOrg.com) - Los investigadores de la Virginia Commonwealth University han identificado los mecanismos moleculares en juego para las energías libres humectantes no aditivas en superficies químicamente heterogéneas.

En todas las disciplinas, Los investigadores se han preguntado durante mucho tiempo cuál es la mejor manera de predecir la hidrofobicidad, es decir, la resistencia de una molécula a la humectación - de una superficie mixta a partir del conocimiento de sus constituyentes puros. Estos hallazgos brindan información sobre ese fenómeno físico básico y pueden usarse para predecir y comprender el costo de energía para mojar una superficie. que puede aplicarse a la nanoquímica, ciencia de materiales y biofísica. El estudio aparece en la edición del 1 de abril de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

“El trabajo aborda, a través de simulaciones de nivel molecular, una característica rutinaria de las mediciones macroscópicas de superficies realizadas diariamente en laboratorios experimentales y muestra que los resultados observados se pueden interpretar de manera bastante sencilla cuando las características de escala molecular de la topografía de la superficie, y un poco de química, son considerados, ”Dijo la investigadora principal Alenka Luzar, Doctor., profesor del Departamento de Química de la VCU.

Según Luzar, Comprender la humectación de superficies con nano patrones a nivel molecular es importante para las aplicaciones cotidianas en la ciencia de los materiales. por ejemplo, impresión de inyección de tinta, y biología en la hidratación de proteínas.

"Acceso de solvente a distintos ingredientes de la superficie, además de la composición química, es clave para la humectabilidad de un material heterogéneo. Esta noción puede orientar el diseño asistido por computadora de materiales mejorados y ayuda a explicar la solubilidad y función de biomoléculas en solución acuosa. ”Dijo ella.

El equipo demostró la no aditividad del coseno del ángulo de contacto, o la energía de adhesión, en la fracción de químicas hidrofóbicas / hidrofílicas midiendo los ángulos de contacto de las nanogotas en las superficies del modelo. Encontraron que estas desviaciones eran positivas, lo que significa que la superficie es más hidrófila en una fracción dada de lo que se predijo previamente por la expectativa lineal, o negativo, lo que significa que la superficie es más hidrófoba de lo que se predijo anteriormente. Luzar dijo que la fuente de estos efectos se puede rastrear hasta la asimetría de tamaño de las distintas funcionalidades de la superficie, ya que los grupos más prominentes esconden a los más pequeños.