Las betaínas son materiales con un grupo funcional cargado positivamente y un grupo funcional cargado negativamente unido por un separador de cadena de alquilo. Esta combinación de grupos funcionales hace que las betaínas atraigan fuertemente el agua, lo que las hace útiles para la retención de agua. Las betaínas son importantes en numerososorganismos, donde ayudan a prevenir la deshidratación celular y también juegan un papel en algunas reacciones. Comercialmente, las betaínas se usan en la amplificación de ADN y la síntesis química. Los grupos de betaína pueden incluirse en los cepillos de polímeros, que son polímeros que están unidos a una superficie.Los cepillos de polímeros son atractivos para su uso en aplicaciones de lubricación y antiincrustantes porque los grupos de betaína hidratada ayudan a evitar la adhesión de otros materiales. Sin embargo, los estados de hidratación de los cepillos de polímeros todavía se conocen mal.
Se sabe que la longitud del espaciador de la cadena alquílica entre los grupos funcionales cargados en una betaína afecta su estado de hidratación. Una colaboración japonesa dirigida por la Universidad de Kyushu investigó recientemente los efectos de la longitud del espaciador del grupo cargado de betaínas en los cepillos de polímero en susestado de hidratación para proporcionar una imagen más clara de la relación entre la estructura y las propiedades de estos materiales.
Los investigadores primero sintetizaron una serie de cepillos de polímeros que contienen separadores de cadenas de alquilo de diferentes longitudes en obleas de silicio. Los cepillos de polímeros se caracterizaron luego por una gama de técnicas. En particular, se utilizó la reflectividad de neutrones para sondear los estados de hidratación de los cepillos de polímerosLos resultados de la caracterización del cepillo de polímero revelaron que solo algunos parámetros dependían de la longitud del separador de cadena de alquilo. La absorción de agua por los cepillos de polímero expuestos al agua o al aire húmedo no dependía de la longitud del separador de cadena.
"Descubrimos que los cepillos de polímero se hincharon en aire y agua húmedos porque la hidratación de los grupos de betaína cargados condujo a la disminución de la energía libre interfacial entre el agua y los cepillos", dice Yuji Higaki, profesor asistente en el Instituto de la Universidad de Kyushupara Química e Ingeniería de Materiales IMCE / Instituto Internacional de Investigación de Energía Neutral en Carbono WPI-I2CNER.
"Nuestros hallazgos revelan cómo la longitud del espaciador del grupo cargado de betaínas modula la interacción de los cepillos de polímeros con el agua", afirma el líder del equipo Atsushi Takahara, profesor de IMCE y WPI-I2CNER.
Los resultados del equipo deberían ayudar al desarrollo de superficies lubricantes y antiincrustantes para su uso en entornos marinos o en condiciones fisiológicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Kyushu, I2CNER . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :