Page 12 - AMC Boletín #56

Premios Weizmann
a las mejores tesis de doctorado 2015
Ciencias exactas
Carolina Bermúdez Salguero
Estudian el proceso de segregación
de fases del agua y acetatos
Así como ocurre con el agua y el aceite, dos componentes
líquidos que no se pueden disolver homogéneamente por más
que se agiten, lo mismo ocurre con el agua y los acetatos en
determinadas concentraciones. Aunque macroscópicamente
y a simple vista parezca que los dos han logrado mezclarse
completamente, si se mira microscópicamente la superficie
de la disolución se observa que no se solubilizan en toda
proporción, un fenómeno conocido como inmiscibilidad;
a parte, se observa que los acetatos se concentran en la
superficie, evento conocido como adsorción.
Carolina Bermúdez Salguero abordó en su tema de
tesis de doctorado la constitución de la interfase líquido–
vapor de sistemas binarios acuosos (acetatos y agua) con
miscibilidad parcial en el intervalo de composición previo al
equilibrio líquido–líquido con el objetivo de comprender a
nivel molecular el proceso de segregación de fases, en el
que generalmente no se toma en cuenta la interfase líquido-
vapor. Este aspecto se daba por hecho teóricamente y su
aportación fue la comprobación experimental.
“Aunque se trató de un proyecto de investigación básica,
mientras más se conozca la estructura y composición de la
superficie de esas dos fases, en un futuro se podrían controlar concentración de la superficie es lo que desde un principio
esas propiedades e imaginar ensamblados moleculares
funcionales en algún tipo de aplicación, por ejemplo, en
productos de limpieza o en pinturas y recubrimientos, así
como productos farmacéuticos”, comentó.
Con su investigación, la doctora en ciencias químicas por
la Facultad de Química de la Universidad Nacional Autónoma
de México quería demostrar la segregación de fases en la
superficie de las mezclas líquidas, esto visualmente se puede
representar como si a nivel microscópico se observaran
gotas de grasa sobre la superficie del agua que no lograron
solubilizarse.
Para ello, implementó una prueba de estabilidad
termodinámica de la superficie de las mezclas agua
con acetatos de cadena corta: metilo, etilo, propilo y
12 / Boletín informativo de la Academia Mexicana de Ciencias
butilo, muy usados en la industria de las lacas, barnices,
fragancias y saborizantes. Las predicciones termodinámicas
de la constitución de la superficie se confirmaron con
observaciones experimentales mediante Microscopía de
Ángulo de Brewster, cuya ventaja frente a otras técnicas es
que las muestras se pueden analizar sin necesidad de congelar
el material, recubrirlo o tener condiciones de vacío.
Además, se realizaron simulaciones computacionales,
llamadas simulaciones de dinámica molecular, para tener
una imagen a nivel microscópico de cómo se distribuyen
las moléculas entre el seno de la disolución y la superficie
al formar la disolución, cómo interactúan los acetatos con
el agua y cómo se forman los dominios de acetatos en la
superficie de la mezcla antes de que macroscópicamente se
vean dos fases líquidas.
Entre sus hallazgos reportados se encuentran que “la
segregación de fases se inicia en la superficie de la disolución,
es decir, en la interfase líquido-vapor antes de que se
manifieste de forma volumétrica. También cuantificamos
la concentración de soluto (acetato) en la superficie, que
es mayor que en el seno de la disolución. Esta mayor
nos condujo a la hipótesis de que la segregación de fase se
tiene que dar primero en la superficie”.
También demostramos, agregó la especialista en
físicoquímica de superficies, que esos dominios de acetato
o de solvente orgánico son resultado de interacciones
atractivas de las moléculas de estos acetatos en la superficie
y que el fenómeno de adsorción prevalece significativamente
sobre el de solubilización.
Por su tesis Segregación en la interfase líquido-vapor.
Sistemas binarios acuosos de acetatos con miscibilidad parcial,
Carolina Bermúdez Salguero obtuvo el Premio Weizmann
2015 en el área de ciencias exactas que otorgan la Academia
Mexicana de Ciencias y la Asociación Mexicana de Amigos
del Instituto Weizmann de Ciencias. Luz Olivia Badillo