Estudio computacional del efecto de interacciones líquido/superficie en procesos difusivos de alcanos confinados en mesoporos.

CHEVALLIER BOUTELL, IGNACIO JOSÉ; MONTI, GUSTAVO A.; ACOSTA, RODOLFO H.; OLMOS-ASAR, JIMENA A.; FRANZONI, M. BELÉN

Congreso; VII Encuentro Argentino de Materia Blanda; 2021

CNEA

En la actualidad existe gran interés científico y tecnológico en caracterizar sistemas mesoporosos de sílicacuyas aplicaciones van desde soportes para catálisis heterogénea y materiales de empaquetamiento paraprocesos de separación hasta vehiculización de drogas, macromoléculas o incluso células. Las aplicacionesmencionadas requieren, entre otras cosas, del conocimiento del transporte molecular dentro de lasestructuras porosas, siendo la difusión una de las propiedades más relevantes.El confinamiento delíquidos dentro de materiales modifica propiedades observables del líquido tales como la relajación deespín y la difusión efectiva, lo cual resulta muy beneficioso para caracterizar la morfología del sistemaporoso de manera no invasiva, por ejemplo, a través de experimentos de Resonancia Magnética Nuclear.Debido a su hidrofobicidad, los alcanos son muy utilizados como sonda para medir tortuosidadesgeométricas de matrices polares ya que suponen una interacción nula con la superficie [1]. En este trabajo,los resultados de cálculos ab initio muestran una interacción no despreciable entre alcanos, sean cíclicoso lineales, con la pared de mesoporos de sílica [2]. Además, se observa una dependencia de la energía deadsorción tanto con la longitud como con la forma molecular. Se propone un modelo geométrico quejunto al cálculo de energías de adsorción permite determinar una energía de adsorción pesada por lafracción de moléculas que reside cerca de la pared del poro relativa a la fracción de moléculas en el bulk.De esta manera se pudo establecer la dependencia entre la energía pesada y el diámetro del poro,observándose una correlación con los coeficientes de difusión restringida obtenidos previamente enexperimentos de RMN [3]. Concluimos que la determinación de la tortuosidad geométrica del sistema através de los experimentos de RMN no es precisa para poros cuyos diámetros sean menos que los 6 nm,aproximadamente.