Modelagem termodinâmica da formação de micelas gigantes

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.