Conformacion y dinamica de macromoleculas flexibles en disoluciones sometidas a flujos

Abstract

El objetivo de la tesis ha sido estudiar el comportamiento de macromoléculas flexibles cuando se encuentran en una disolución que es sometida a determinados tipos de flujo. Para ello se ha utilizado la técnica de simulación en ordenador conocida como dinámica browniana. Las moléculas de polímero se han representado a través de los modelos de bolas y muelles. Dos tipos de fuerza se han usado para describir los muelles de estas cadenas de bolas y muelles: Hooke y FENE. Además se han incluido interacciones de largo alcance entre los elementos de la cadena (condiciones de volúmen excluído) a través del potencial de Lennard-Jones, y de otro potencial puramente repulsivo que denominamos suave. Dos han sido los tipos de flujo considerados: elongacional y cizalla. La tesis ha supuesto un recorrido por el comportamiento de diversas estructuras poliméricas de complejidad creciente en este tipo de flujos. Así se han tratado macromoléculas lineales en flujo elongacional, macromoléculas con topología no lineal (estrellas y anillos) en flujo de cizalla, y redes de polímero en flujo de cizalla. Para macromoléculas en flujo elongacional se ha comprobado la aparición del fenómeno crítico conocido como transición coil-strech, esto es, el estiramiento brusco de las cadenas macromleculares cuando la intensidad del flujo elongacional supera cierto valor crítico. Además se ha estudiado la dependencia de dicho valor crítico con el peso molecular del polímero y con la calidad del disolvente (presencia o no del efecto del volumen excluido). También se ha investigado el fenómeno conocido como individualismo molecular. De los resultados se observa que el tiempo requerido para que se produzca el fenómeno de la transición es diferente para cada molécula de una muestra. Se ha estudiado la estadística de estos tiempo de transición y la cinética de dicho proceso, obteniendo comportamientos universales (independientes del peso