{"id":66318,"date":"2018-03-09T22:54:35","date_gmt":"2018-03-09T22:54:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/estudio-de-la-transicion-inversa-con-la-temperatura-en-pola%c2%admeros-con-creciente-funcionalidad\/"},"modified":"2018-03-09T22:54:35","modified_gmt":"2018-03-09T22:54:35","slug":"estudio-de-la-transicion-inversa-con-la-temperatura-en-pola%c2%admeros-con-creciente-funcionalidad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/fisica-de-polimeros\/estudio-de-la-transicion-inversa-con-la-temperatura-en-pola%c2%admeros-con-creciente-funcionalidad\/","title":{"rendered":"Estudio de la transici\u00f3n inversa con la temperatura en pol\u00edmeros con creciente funcionalidad"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Javier Reguera G\u00f3mez <\/strong><\/h2>\n<p>Los pol\u00edmeros inteligentes (tambi\u00e9n llamados adaptables, est\u00edmulo-respuesta o, utilizando un t\u00e9rmino anglosaj\u00f3n \u00absmart\u00bb), son macromol\u00e9culas capaces de experimentar una transici\u00f3n de fase reversible r\u00e1pida como consecuencia de peque\u00f1os cambios en su entorno como por ejemplo temperatura, ph, fuerza i\u00f3nica o luz. Estos cambios resultan en una separaci\u00f3n de fases en una disoluci\u00f3n acuosa, cambios acusados en el tama\u00f1o de un hidrogel, o cambios en la humectabilidad de una superficie. Los pol\u00edmeros inteligentes pueden encontrarse en una extensiva variedad de aplicaciones lo que hace de su estudio un campo muy activo dentro de la ciencia de materiales. La aplicaci\u00f3n de estos pol\u00edmeros puede encontrarse en el sector de \u00e1mbito nanotecnol\u00f3gico como pueden ser sistemas microflu\u00eddos o de dispositivos miniaturizados (lab-on-a-chip), en sectores bim\u00e9dicos como los de dosificaci\u00f3n controlada de f\u00e1rmacos, sistemas de biocat\u00e1lisis, actuadores biomim\u00e9ticos, o en \u00e1mbitos medioambientales o puramente tecnol\u00f3gicos. Los pol\u00edmeros inteligentes tienen una base de inspiraci\u00f3n en macromol\u00e9culas naturales. En la naturaleza muchas macromol\u00e9culas funcionales que forman parte de la complicada maquinaria celular exhiben una caracter\u00edstica notable como es su todo-o-nada (o al menos altamente no lineal) respuesta a un est\u00edmulo. En estas biomacromol\u00e9culas se diferencian tres regiones ante una condici\u00f3n cambiante del entorno: en la primera los cambios ante esta condici\u00f3n cambiante son muy peque\u00f1os (primera regi\u00f3n) y se mantendr\u00e1 hasta que se alcance un determinado punto cr\u00edtico a partir del cual la transici\u00f3n ocurre abruptamente, y esto lo hace dentro de un intervalo muy peque\u00f1o del par\u00e1metro cambiante (segunda regi\u00f3n), cuando la transici\u00f3n se completa vuelve a dejar de existir una variaci\u00f3n significante del sistema (tercera regi\u00f3n). Las fuerzas causantes de estos procesos son en general del tipo repulsi\u00f3n polar-apolar y asociaci\u00f3n apolar (o hidr\u00f3foba), en la que los est\u00edmulos causan variaciones de polaridad como consecuencia de, por ejemplo, neutralizaci\u00f3n de cargas o cambios conformacionales entre otros. La comunidad cient\u00edfica, guiada por un mayor conocimiento de las interacciones de los bipol\u00edmeros en los sistemas naturales, ha intentado imitar ese tipo de comportamientos cooperativos en sistemas sint\u00e9ticos. Durante las pasadas d\u00e9cadas, la investigaci\u00f3n ha identificado una gran variedad de pol\u00edmeros sint\u00e9ticos funcionales que responden en una forma deseada a cambios en temperatura, ph, ondas electromagn\u00e9ticas u otros par\u00e1metros, en definitiva pol\u00edmeros inteligentes. Uno de los pol\u00edmeros inteligentes que m\u00e1s aparece en la bibliograf\u00eda es el pol\u00edmero termosensible pnipaam (pol[n-isopropil-acrilamida]), este pol\u00edmero exhibe una transici\u00f3n aguda en medio acuoso entorno a 32\u00c2\u00bac y su funcionamiento ha sido extensivamente estudiado no s\u00f3lo para entender el mecanismo de la transici\u00f3n en si mismo si no tambi\u00e9n para el desarrollo de aplicaciones tecnol\u00f3gicas. Junto con este pol\u00edmero se pueden destacar tambi\u00e9n, entre otros, el poli(metil vinil eter), la poli(n-vinil-caprolactama), las poli(n-etil oxazolina)s u otras poli(n-alquilacrilamida)s. Dentro de los pol\u00edmeros inteligentes, los pol\u00edmeros tipo elastina (elps) est\u00e1n emergiendo gracias a un conjunto de propiedades que les hacen \u00f3ptimos para muchas aplicaciones de las consideradas de m\u00e1s inter\u00e9s dentro de la ciencia de materiales actual, a la vez que ha ayudado a la comprensi\u00f3n de efectos de plegamiento en prote\u00ednas y del funcionamiento de muchas biomol\u00e9culas naturales. El poli(vpgvg) (v=l-valina, p=l-prolina, g=glicina), es sin duda el cabeza de grupo de los pol\u00edmeros tipo elastina, y fue obtenido por primera vez a finales de los a\u00f1os 80 por el grupo del profesor d. W. Urry. Sin embargo, hasta el momento, estos pol\u00edmeros no han sido suficientemente estudiados dejando inc\u00f3gnitas sobre su funcionamiento real y su compleja transici\u00f3n. Quiz\u00e1 la causa resida en su relativamente corta historia, junto con la dificultad de su obtenci\u00f3n, pues estos pol\u00edmeros no est\u00e1n disponibles comercialmente y deben ser sintetizados por el propio grupo investigador. De los grupos existentes con la capacidad de obtenci\u00f3n de este pol\u00edmero la mayor contribuci\u00f3n al conocimiento de funcionamiento y estructura de los pol\u00edmeros tipo elastina viene de grupo del profesor urry, aunque, cabe destacar, la importancia de las contribuciones de otros grupos como son por ejemplo los grupos de a. M. Tamburro, a. Chilkoti, d. A. Tirrell, v. P. Conticello, y el propio nuestro entre los m\u00e1s activos dentro del campo. Estas aportaciones, aunque importantes, son todav\u00eda insuficientes para poder comprender en su totalidad, la relaci\u00f3n existente entre las propiedades macrosc\u00f3picas y las caracter\u00edsticas microsc\u00f3picas y moleculares de estos materiales. Entre las caracter\u00edsticas m\u00e1s importantes de estos pol\u00edmeros est\u00e1n sus propiedades mec\u00e1nicas como son su elasticidad entr\u00f3pica con una extraordinaria resistencia a la fatiga, su extrema biocompatibilidad, la capacidad de autoensamblado, o la posibilidad de obtenci\u00f3n mediante bios\u00edntesis que permite obtener pol\u00edmeros a medida de la aplicaci\u00f3n (ad hoc), enormemente complejos y con un control absoluto de su arquitectura molecular [8]. Aunque quiz\u00e1s, la caracter\u00edstica m\u00e1s llamativa de esta familia de pol\u00edmeros es su comportamiento inteligente que ocurre mediante una transici\u00f3n de fase que viene caracterizada por un cambio acusado de propiedades en torno a una temperatura denominada temperatura de transici\u00f3n (tt). En disoluci\u00f3n acuosa el pol\u00edmero sufre una transici\u00f3n entre un estado totalmente disuelto a un estado insoluble, que conlleva una segregaci\u00f3n de fases, al elevar su temperatura por encima de la tt. Esta transici\u00f3n es completamente reversible y se produce en un proceso complejo que ocurre como consecuencia de una asociaci\u00f3n hidr\u00f3foba y que lleva asociado un incremento de orden en el que las cadenas pol\u00edmericas pasan de un estado de desorden conformacional a una disposici\u00f3n ordenada denominada espiral. Este incremento en el orden le diferencia de otros pol\u00edmeros inteligentes que poseen una transici\u00f3n, mediante asociaci\u00f3n hidr\u00f3foba, del tipo lcst (lower critical solution temperatura) y que ha hecho que al fen\u00f3meno de la transici\u00f3n en los pol\u00edmeros tipo elastina se les denomine de forma diferente como transici\u00f3n inversa con la temperatura (itt del ingl\u00e9s inverse temperature transition). La temperatura de transici\u00f3n de este tipo de pol\u00edmeros ocurre con una disminuci\u00f3n de la distancia media entre extremos de cadena y suele tener lugar a temperaturas cercanas a la temperatura ambiente o fisiol\u00f3gica lo que lo hace un buen candidato para muchas aplicaciones actuales que utilicen una transformaci\u00f3n de energ\u00eda t\u00e9rmica en energ\u00eda mec\u00e1nica o transducci\u00f3n termo-mec\u00e1nica. Con una modificaci\u00f3n adecuada del pol\u00edmero modelo es posible conseguir una variaci\u00f3n de la temperatura de transici\u00f3n con otro tipo de est\u00edmulos, en un mecanismo denominado tt, con lo cual se puede encontrar pol\u00edmeros inteligentes que responden a otro tipo de est\u00edmulos como el cambio en el ph, potencial qu\u00edmico, presi\u00f3n, etc., Consiguiendo diferentes tipos de transducciones energ\u00e9ticas. Este tipo de conversiones es de gran importancia tanto en aplicaciones a nivel monomolecular como en aplicaciones a nivel macrosc\u00f3pico con matrices entrecruzadas de estos pol\u00edmeros. En este trabajo se intenta profundizar en el conocimiento de la itt en diferentes pol\u00edmeros tipo elastina con creciente funcionalidad. Para ello se han realizado diferentes experiencias con diferentes hip\u00f3tesis de funcionamiento sobre pol\u00edmeros termosensibles modelo que permiten caracterizar dicha transici\u00f3n. Comienza el an\u00e1lisis con la caracterizaci\u00f3n de la dependencia temporal de la transici\u00f3n mediante c\u00e1lculos de cin\u00e9tica de transici\u00f3n (tambi\u00e9n denominadas cin\u00e9ticas de reacci\u00f3n) mediante m\u00e9todos avanzados libres de modelo (m\u00e9todos model-free), que son los \u00fanicos apropiados para sistemas complejos. As\u00ed mismo se han aplicado t\u00e9cnicfas de calorimetr\u00eda novedosas como son la calorimetr\u00eda diferencial de barrido con modulaci\u00f3n en temperatura (tmdsc) que permite el desdoblamiento de fen\u00f3menos solapados que ocurren en el proceso de la transici\u00f3n. Tambi\u00e9n se han realizado sobre pol\u00edmeros termosensibles caracterizaci\u00f3n de par\u00e1metros tan importantes como son la influencia de la concentraci\u00f3n de pol\u00edmero o la concentraci\u00f3n de sales sobre los par\u00e1metros de la itt. Termina el estudio de los pol\u00edmeros termosensibles con una caracterizaci\u00f3n mediante difracci\u00f3n de rayos x a \u00e1ngulos bajos (saxs). En este trabajo se realiza un estudio sobre pol\u00edmeros sensibles al ph, obtenidos mediante ingenier\u00eda gen\u00e9tica, lo que ha permitido el estudio de la influencia del peso molecular sobre diferentes par\u00e1metros de la itt as\u00ed como en los equilibrios de los grupos funcionales de estos pol\u00edmeros. A la vez, el hecho de la producci\u00f3n de estos pol\u00edmeros en forma monodispersa y con un control absoluto en su secuencia, ha dado lugar a la formaci\u00f3n de procesos de autoensamblado que han sido caracterizados mediante microscop\u00eda de fuerza at\u00f3mica. Por \u00faltimo se dan los primeros pasos hacia el estudio de sistemas m\u00e1s complejos de varias cadenas polim\u00e9ricas unidas covalentemente formando copol\u00edmeros en bloque y se ha estudiado el efecto de la estructura molecular sobre diferentes par\u00e1metros de la itt. La organizaci\u00f3n de este trabajo comienza con una introducci\u00f3n bibliogr\u00e1fica en el punto de partida e inspiraci\u00f3n de estos pol\u00edmeros, la elastina natural, dando paso luego a la obtenci\u00f3n de los pol\u00edmeros tipo elastina. Continuar\u00e1 esta revisi\u00f3n bibliogr\u00e1fica con el estudio de la estructura y funcionamiento de estos pol\u00edmeros y las bases del funcionamiento de la itt. En el apartado introducci\u00f3n se hace referencia a la revoluci\u00f3n de la ingenier\u00eda gen\u00e9tica como sistema predominante para la producci\u00f3n de estos pol\u00edmeros y a algunas de las t\u00e9cnicas termodin\u00e1micas utilizadas en este trabajo para la caracterizaci\u00f3n de los pol\u00edmeros y se termina la introducci\u00f3n con un apartado dedicado a la importancia nanotecnol\u00f3gica de la utilizaci\u00f3n de copol\u00edmeros anfif\u00edlicos en bloque. Despu\u00e9s de la introducci\u00f3n bibliogr\u00e1ficaq se pasa a la descripci\u00f3n de materiales y m\u00e9todos utilizados para llevar a cabo este trabajo, los resultados y discusi\u00f3n, para terminar con un apartado de conclusiones.  finalmente se recogen varios apartados como el de referencias y de anexos.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Estudio de la transici\u00f3n inversa con la temperatura en pol\u00edmeros con creciente funcionalidad<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Estudio de la transici\u00f3n inversa con la temperatura en pol\u00edmeros con creciente funcionalidad <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Javier Reguera G\u00f3mez <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Valladolid<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 15\/07\/2008<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Jos\u00e9 Carlos Rodr\u00edguez Cabello<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: conrado jose Aparicio badenas <\/li>\n<li>Francisco Del monte mu\u00f1oz de la pe\u00f1a (vocal)<\/li>\n<li>g\u00ed\u00bcnter Reiter (vocal)<\/li>\n<li>Ana Mar\u00eda Testera gorgojo (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Javier Reguera G\u00f3mez Los pol\u00edmeros inteligentes (tambi\u00e9n llamados adaptables, est\u00edmulo-respuesta o, utilizando un t\u00e9rmino anglosaj\u00f3n \u00absmart\u00bb), son 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