Modelagem termodinâmica da formação de micelas gigantes

• Processo: 23/11091-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Edvaldo Sabadini
• Beneficiário: Álvaro Javier Patiño Agudelo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/00919-6 - Modelagem termodinâmica da formação de micelas gigantes, AP.R
• Assunto(s): Calorimetria Tensoativos Química coloidal
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: calorimetria | funções termodinâmicas | Interações Hidrofóbicas | Micelas gigantes | surfactantes | Química coloidal

Resumo

O estudo físico-químico da associação molecular de monômeros de surfactantes é fundamental para o controle hidrofóbico-hidrofílico em soluções aquosas. Uma das arquiteturas supramoleculares formadas por estes tensoativos são as micelas gigantes, agregados supramoleculares que do ponto de vista reológico podem ser comparadas às soluções poliméricas. Embora seja bem entendida a reologia destes agregados supramoleculares, são escassas as informações energéticas da transição morfológica de micelas para micelas gigantes, uma vez que os modelos termodinâmicos clássicos para a agregação de surfactantes não podem ser aplicados facilmente. Em 2016, Ito e colaboradores demonstraram pela primeira vez, que a variação de entalpia relativa à formação de micelas gigantes poderia ser determinada em experimentos de titulação calorimétrica de um surfactante catiônico com ânions aromáticos. Desta forma esta estância pós-doutoral, vinculada ao projeto temático da FAPESP "Arquitetando coloides via interações supramoleculares: de fundamentos a aplicações", procura aprofundar neste tópico. Pretende-se acrescentar uma modelagem termodinâmica para formação de micelas gigantes, mediada por surfactantes catiônicos e zwitteriônicos e sais orgânicos e inorgânicos, usando calorimetria de titulação isotérmica. Os parâmetros termodinâmicos que serão obtidos da modelagem são: a variação da entropia (S) e energia livre de Gibbs (G) da formação de micelas gigantes, usando como parâmetro termodinâmico de partida, a variação de entalpia (H). A caracterização da termodinâmica em equilíbrio da formação de micelas gigantes, em diferentes condições (temperatura e pH), permitirá propor modelos físico-químicos que racionalizarão o controle termodinâmico de transições morfológicas de agregados supramoleculares mediados por surfactantes. A comparação de diversos sistemas, poderá permitir correlacionar os resultados com aspectos estruturais dos surfactantes e dos íons aromáticos.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MARQUEZ, RONALD; ORTIZ, MARIA S.; BARRIOS, NELSON; VERA, RAMON E.; PATINO-AGUDELO, ALVARO JAVIER; VIVAS, KEREN A.; SALAS, MARIANGELES; ZAMBRANO, FRANKLIN; THEINER, ERIC. Surfactants produced from carbohydrate derivatives: Part 2. A review on the value chain, synthesis, and the potential role of artificial intelligence within the biorefinery concept. JOURNAL OF SURFACTANTS AND DETERGENTS, v. N/A, p. 52-pg., 2024-05-21. (23/11091-9)

NEVES, HEYDER PEREIRA; SILVA, LUCAS ANDRADE; PRATES, LETICIA MAIA; PEREIRA, ALEXANDRE MONI; MIRANDA, VICTORIA SOUZA DA SILVA; CORREIA, JULIO CESAR GUEDES; FERREIRA, GABRIEL MAX DIAS; PATINO-AGUDELO, ALVARO JAVIER; LEAO, VERSIANE ALBIS; MAGESTE, APARECIDA BARBOSA. Aqueous two-phase systems for environmentally friendlier separation of rare earth elements and transition metals: Applications and new molecular insights. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 502, p. 14-pg., 2024-12-03. (23/11091-9)

PATINO-AGUDELO, ALVARO JAVIER; TRINDADE, SUELEN GAUNA; UETI, LARISSA DE ALMEIDA; SABADINI, EDVALDO. It is not a rule that the first aggregation state of an ionic surfactant consists of spherical micelles. The case of tetradecyltrimethylammonium salicylate. COLLOID AND INTERFACE SCIENCE COMMUNICATIONS, v. 62, p. 7-pg., 2024-08-11. (23/11091-9, 15/25406-5, 21/12071-6)