Made available in DSpace on 2015-09-17T15:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-12. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:45:26Z : No. of bitstreams: 1 000844414.pdf: 967370 bytes, checksum: 972f4c382a7b528076da51584f0a8024 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O entendimento das interações entre polieletrólitos e macroíons de carga oposta se faz patente devido aos inúmeros processos biológicos e avanços tecnológicos em que estão relacionados. Nesse contexto o processo conhecido como adsorção apresenta grande importância, o que motivou uma série de estudos teóricos, experimentais e teórico-computacionais para sua melhor compreensão. Em sistemas com geometria plana o problema possui solução analítica, entretanto para as geometrias esférica e cilíndrica isso já não ocorre, devido ao problema da não existência de soluções analíticas para os potencias eletrostáticos nessas geometrias. Os experimentos mostram que existe uma relação de escala entre a concentração de espécies iônicas contidas na solução eletrolítica em que o sistema macroíon-polieletrólito se encontra e a densidade superficial de carga do macroíon e do polímero. Neste trabalho foi utilizado o conceito de fatoração provinda da Mecânica Quântica Supersimétrica aplicado à equação de Edwards de modo a obter para o caso esférico uma solução analítica aproximada que apresente concordância com o observado experimentalmente / Understanding the interactions between polyelectrolytes and oppositely charged macroíons is important due to the great number of biological processes and technological advances in which they are related. In this context the process known as adsorption is quite important, which led to a series of theoretical, experimental and theoretical-computational studies for his better understanding. On systems with plane geometry the problem has analytical solution, however for spherical and cylindrical geometry this no longer occurs due to the problem of lack of analytical solutions for the electrostatic potential in these geometries. The experiments show that there is a scaling relation between the concentration of ionic species contained in the electrolytic solution in which the polyelectrolyte-macroíon system lies and the surface charge density of the polymer and macroíon. In this study we used the concept of factorization, stemmed on the Supersymmetric Quantum Mechanics, applied to Edwards equation to obtain an approximate analytic solution for the spherical case in an agreement with the experimentally observed

Orientador: Sidney Jurado de Carvalho / Banca: Regina Maria Ricotta / Banca: João Ruggiero Neto / Resumo: O entendimento das interações entre polieletrólitos e macroíons de carga oposta se faz patente devido aos inúmeros processos biológicos e avanços tecnológicos em que estão relacionados. Nesse contexto o processo conhecido como adsorção apresenta grande importância, o que motivou uma série de estudos teóricos, experimentais e teórico-computacionais para sua melhor compreensão. Em sistemas com geometria plana o problema possui solução analítica, entretanto para as geometrias esférica e cilíndrica isso já não ocorre, devido ao problema da não existência de soluções analíticas para os potencias eletrostáticos nessas geometrias. Os experimentos mostram que existe uma relação de escala entre a concentração de espécies iônicas contidas na solução eletrolítica em que o sistema macroíon-polieletrólito se encontra e a densidade superficial de carga do macroíon e do polímero. Neste trabalho foi utilizado o conceito de fatoração provinda da Mecânica Quântica Supersimétrica aplicado à equação de Edwards de modo a obter para o caso esférico uma solução analítica aproximada que apresente concordância com o observado experimentalmente / Abstract: Understanding the interactions between polyelectrolytes and oppositely charged macroíons is important due to the great number of biological processes and technological advances in which they are related. In this context the process known as adsorption is quite important, which led to a series of theoretical, experimental and theoretical-computational studies for his better understanding. On systems with plane geometry the problem has analytical solution, however for spherical and cylindrical geometry this no longer occurs due to the problem of lack of analytical solutions for the electrostatic potential in these geometries. The experiments show that there is a scaling relation between the concentration of ionic species contained in the electrolytic solution in which the polyelectrolyte-macroíon system lies and the surface charge density of the polymer and macroíon. In this study we used the concept of factorization, stemmed on the Supersymmetric Quantum Mechanics, applied to Edwards equation to obtain an approximate analytic solution for the spherical case in an agreement with the experimentally observed / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-09-21Bitstream added on 2014-06-13T18:06:56Z : No. of bitstreams: 1 pazianotto_raa_me_sjrp.pdf: 946780 bytes, checksum: d9dd8103ed5cc8d44a4385ab65ab3dfa (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No presente trabalho, foram avaliados modelos teóricos para a descrição da autodissociação de poliácido fraco, e para a formação de complexos entre polieletrólitos de cargas opostas. Os modelos descritos utilizam simetria cilíndrica e o modelo celular para representar a solução polieletrolítica. A equação de Poisson-Boltzmann, com condições de contorno que levam em conta a regulação carga-potencial, é utilizada nos modelos teóricos para descrever as interações eletrostáticas. Para auto-dissociação de poliácidos fracos, foram obtidos valores teóricos de pH, calculados em função da concentração de polímeros e de sal, os quais estão em boa concordância com resultados experimentais da diluição do ácido poligalacturônico e alginato. Na formação de complexos, a energia livre eletrostática e energia livre de mistura de Flory-Huggins foram combinadas para obter diagramas de estabilidade teóricos, em diferentes condições, para analisar alguns parâmetros críticos. Estes diagramas apresentam boa concordância quando comparados com resultados experimentais da complexação entre: goma arábica e gelatina, alginato e quitosana, DNA e quitosana, poli-L-lisina e sulfato de condroitina. / In the present work, theoretical models for the weak polyacid self-dissociation and polyelectrolyte complexation were evaluated. The models described use cylindrical symmetry and the polyelectrolyte solution is represented by the cell model. The Poisson-Boltzmann equation with boundary conditions which take into account the charge-potential regulation were used to describe the electrostatic interactions. For weak polyacid self-dissociation, theoretical values of pH, calculated as a function of polymer and salt concentrations, were obtained, and are in good agreement with experimental data of dilution of polygalacturonic acid and alginate. In the complex formation the electrostatic and the Flory- Huggins mixture free energies were combined to obtain stability diagrams in different conditions in order to analyze some critical parameters. The theoretical diagrams have shown good agreement when compared with experimental data for the complexation of: arabic gum/gelatin, alginate/chitosan, DNA/chitosan, poly-L-lysine/chondroitin sulfate.

Orientador: João Ruggiero Neto / Banca: Sergio Paulo Campana Filho / Banca: Márcio José Tiera / Resumo: No presente trabalho, foram avaliados modelos teóricos para a descrição da autodissociação de poliácido fraco, e para a formação de complexos entre polieletrólitos de cargas opostas. Os modelos descritos utilizam simetria cilíndrica e o modelo celular para representar a solução polieletrolítica. A equação de Poisson-Boltzmann, com condições de contorno que levam em conta a regulação carga-potencial, é utilizada nos modelos teóricos para descrever as interações eletrostáticas. Para auto-dissociação de poliácidos fracos, foram obtidos valores teóricos de pH, calculados em função da concentração de polímeros e de sal, os quais estão em boa concordância com resultados experimentais da diluição do ácido poligalacturônico e alginato. Na formação de complexos, a energia livre eletrostática e energia livre de mistura de Flory-Huggins foram combinadas para obter diagramas de estabilidade teóricos, em diferentes condições, para analisar alguns parâmetros críticos. Estes diagramas apresentam boa concordância quando comparados com resultados experimentais da complexação entre: goma arábica e gelatina, alginato e quitosana, DNA e quitosana, poli-L-lisina e sulfato de condroitina. / Abstract: In the present work, theoretical models for the weak polyacid self-dissociation and polyelectrolyte complexation were evaluated. The models described use cylindrical symmetry and the polyelectrolyte solution is represented by the cell model. The Poisson-Boltzmann equation with boundary conditions which take into account the charge-potential regulation were used to describe the electrostatic interactions. For weak polyacid self-dissociation, theoretical values of pH, calculated as a function of polymer and salt concentrations, were obtained, and are in good agreement with experimental data of dilution of polygalacturonic acid and alginate. In the complex formation the electrostatic and the Flory- Huggins mixture free energies were combined to obtain stability diagrams in different conditions in order to analyze some critical parameters. The theoretical diagrams have shown good agreement when compared with experimental data for the complexation of: arabic gum/gelatin, alginate/chitosan, DNA/chitosan, poly-L-lysine/chondroitin sulfate. / Mestre