Tema de Tesis de Licenciatura en Física ó Tesis de la Maestría en Ciencias de Materiales:

  Estudio de films delgados de Newton (bicapas amfifílicas) (planz1-lic.pdf)

   Trabajo teórico, simulaciones numéricas.

   Director: Z. Gamba

   gamba[at]cnea.gov.ar

   Las soluciones de moléculas amfifílicas se agrupan espontáneamente en estructuras fluídas bidimensionales. La fuerza motora en su formación es la separación de fases de las cadenas no polares (CH2)n con el agua (similar a la del aceite y agua). Uno de los estudios posibles sobre este tipo de bicapas es el de las membranas inversas, como son los films delgados que forman las burbujas de jabón (films de Newton). Estos films consisten en bicapas de moléculas amfifílicas, como las membranas biológicas, pero estructuralmente son su contrapartida. En los films de Newton la sección hidrofóbica de las moléculas está localizada en el exterior de la bicapa. En cambio la sección hidrofílica está orientada hacia el centro de la bicapa, en donde interactúa fuertemente con un espesor de moléculas de agua y los posibles iones disueltos en ella. El espesor de agua entre estas bicapas es variable y en su versión mas delgada se conocen como films negros de Newton.

   Este sistema se simulará numéricamente, usando técnicas de dinámica molecular, y se implementarán cálculos de energía libre para estudiar la estabilidad de la bicapa en función del espesor de agua contenida (además de medir la estructura y dinámica mediante diversas funciones de correlación).

  El enorme interés de este sistema radica en que es un sistema inverso a las membranas biológicas (con el agua en el exterior de la bicapa). Son sistemas que se pueden simular con un menor número de átomos, y permitirán tener una primera estimación de la interacción de moléculas externas con las bicapas. En una etapa posterior (no en esta Tesis), este sistema de bicapa inversa servirá de base para estudiar la difusión de moléculas de interés orgánico en estas bicapas, como por ejemplo la molécula NO, que es un importante neurotransmisor. También de átomos de Al ó de sílice (SiO2), materiales inorgánicos pero de importancia en organismos biológicos.

 

    Modelo simplificado de un film de Newton (sistema inverso a una membrana biológica, con el agua en el exterior de la bicapa). En rojo la sección hidrofóbica de las cadenas amfifílicas, en negro la sección hidrofílica. El agua en azul, iones en amarillo.




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