The structure and the dynamics of poly(vinyl methyl ether) PVME and in PVME concentrated water solution : a study by neutron scattering and fully atomistic molecular dynamics simulations

Abstract

El agua juega un papel fundamental en los procesos biológicos. Una gran parte de ella se encuentra cerca de biomoléculas fundamentales afectando a sus propias funcionalidades. Por ello el estudio del agua en sistemas confinados y en mezclas es un tema de suma importancia y las soluciones poliméricas representan un sistema adecuado para este tipo de estudios. Los polímeros son sistemas sencillos y pueden ser usados como modelos para estudiar los sistemas biológicos así como para estudiar el comportamiento del agua en los procesos biológicos. Por otra parte, según el valor de la temperatura de transición vítrea del sistema, la dinámica del polímero puede aparecer congelada con respecto a la escala de tiempo del experimento permitiendo estudiar la dinámica y la estructura del agua a bajas temperaturas y en una matriz conocida. Esta tesis doctoral está enfocada en la estructura y la dinámica de la solución compuesta por poly(vinyl metil ether)PVME y agua estudiada a través del uso combinado de técnicas de neutrones, simulaciones atomísticas de dinámica molecular, difracción de rayos X y espectroscopía dieléctrica. En primer lugar se ha estudiado el PVME seco y luego se ha investigado la solución con dos objectivos: (i) estudiar cómo el agua afecta a la estructura y a la dinámica del PVME; (ii) estudiar la dinámica del agua en un entorno polimérico a bajas temperaturas. El Capítulo 1 es una introducción 1 a los polímeros y el agua, en el Capítulo 2 y 3 están explicadas respectivamente las técnicas experimentales utilizadas y las simulaciones de dinámica molecular, en el Capítulo 4 se estudian la estructura y la dinámica del PVME seco y en el Capítulo 5 la solución. Finalmente los resultados están resumidos en el Capítulo de las Conclusiones.