Keywords: Simulacions moleculars de sistemes micel·lars Molecular Simulations of micellar systems Simulaciones moleculares de sistemas micelares

Title in different languages: Grans simulacions de camp en gra dels sistemes de copolímer triblock. L'efecte de la flexibilitat en el comportament de la micelización Coarse-grained mean field simulations of triblock copolymer systems. The effect of flexibility on the micellization behavior. Grandes simulaciones de campo en grano de los sistemas de copolímero triblock. El efecto de la flexibilidad en el comportamiento de la micelización

Subject areas: Enginyeria química Chemical engineering Ingeniería química

Confidenciality: No

Academic year: 2016-2017

Student: Pantelidou, Maria

Department: Enginyeria Química

Access Rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Work's public defense date: 2017-09-14

TFM credits: 24

Project director: Mackie, Allan

Abstract: Micelles appear when surfactants in an aqueous media, start to self-assembly into aggregates above a certain concentration. This physical mechanism of the micelle formation is key to developing new intelligent materials having a strong impact in selective drug delivery, tissue repair, molecular recognition, and many others. In this work, Single Chain Mean Field Theory (SCMF) is used as a simulation method in order to study the effect of changing the flexibility of surfactant chain in the micellization behavior. Critical Micelle Concentration (CMC), aggregation number and micellar size and architecture were examined by using a coarse-grained model for the L44 Pluronic, a trademarked type of triblock copolymer in water at 37 0C . We found that increasing the chain stiffness, the CMC decreases. In addition, in agreement with previous experimental and theoretical studies we observed a significant dependence between the flexibility of the surfactant chain and the aggregation number. On increasing chain stiffness the aggregation number is increased strongly. Furthermore, a structural analysis based on surfactant heads and tail fraction distributions, as well as solvent fraction distribution, show us that stiffening the whole chain the resulting micellar aggregate is larger than an aggregate composed by flexible chains, without deviations from spherical symmetry. Les micel·les apareixen quan tensioactius en un medi aquós, comencen a autoassemblar-se en agregats per sobre d'una certa concentració. Aquest mecanisme físic de la formació de la micel·la és clau per desenvolupar nous materials intel·ligents que tinguin un fort impacte en el lliurament selectiu de fàrmacs, la reparació de teixits, el reconeixement molecular, i molts altres. En aquest treball, la teoria de camp mitjà de cadena única (SCMF) s'utilitza com a mètode de simulació per estudiar l'efecte de canviar la flexibilitat de la cadena tensioactiu en el comportament de micel·lització. Concentració crítica de Micelle (CMC), nombre d'agregació i mida micel·lar i arquitectura van ser examinats utilitzant un model de gra gruixut per al L44 Pluronic, un tipus de marca registrada de copolímer triblock en aigua a 37 ºC. Vam trobar que augmentant la rigidesa de la cadena, el CMC disminueix. A més, d'acord amb estudis experimentals i teòrics anteriors, observem una dependència significativa entre la flexibilitat de la cadena tensioactiu i el número d'agregació. En augmentar la rigidesa de la cadena, el nombre d'agregació augmenta fortament. A més, una anàlisi estructural basada en els caps tensioactius i les distribucions de fraccions de cua, així com la distribució de fraccions dissolvents, ens mostren que endurir la cadena sencera l'agregat micel·lar resultant és més gran que un agregat compost per cadenes flexibles, sense desviacions de la simetria esfèrica.

Subject: Enginyeria química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)

Language: Anglès

Education area(s): Nanociència, Materials i Processos - Tecnologia Química de Frontera 

Title in original language: Coarse-grained mean field simulations of triblock copolymer systems. The effect of flexibility on the micellization behavior.

Creation date in repository: 2018-03-21