Adsorção de surfactantes sobre superfícies homogêneas e heterogêneas: efeito da rugosidade e de centros hidrofóbicos na superfície - Braga, Tiago Azevedo (2019)
Nesta Dissertação, utilizamos simulação em Dinâmica de Langevin para investigar a adsorção de surfactantes não iônicos sobre superfícies homogêneas e heterogêneas contendo centros de adsorção. A metodologia empregada envolve o uso de modelos do tipo coarse-grained, que reduzem a complexidade de representação dos surfactantes e da superfície adsorvente aos seus constituintes mínimos, a partir do uso do pacote de distribuição livre ESPResSo. O efeito hidrofóbico, responsável pela formação micelar e pela adsorção das moléculas de surfactante sobre a superfície, é representado no nosso modelo por uma atração de curto alcance do tipo Lennard-Jones, uma vez que não representamos de forma explícita a água presente na solução. Consideramos o caso de uma superfície homogênea totalmente hidrofóbica, plana ou com rugosidade do tipo gaussiana ou com modulação harmônica, bem como o caso de uma superfície heterogênea formada por faixas de adsorção hidrofóbicas, planas ou com rugosidade gaussiana. No caso das superfícies homogêneas, a presença de rugosidade gaussiana produz o aprisionamento das moléculas de surfactante adsorvidas sobre as depressões produzidas na superfície. No caso de rugosidade com modulação harmônica numa única direção, a sucessão de picos e vales sobre a superfície confina os surfactantes sobre os vales, na forma de faixas de adsorção. Para uma modulação harmônica em duas direções, por outro lado, a adsorção se dá na forma de regiões de aprisionamento nas depressões presentes na superfície. Para as superfícies heterogêneas, verificamos que a adsorção permanente é obtida a partir de duas faixas hidrofóbicas, sendo que o agregado produzido ao longo das faixas tem perfil semi-cilíndrico, com raio de curvatura que diminui com o aumento da largura das faixas. Quando as faixas têm rugosidade gaussiana, por outro lado, as regiões com diferentes alturas produzem regiões de aprisionamento para as moléculas adsorvidas. O agregado formado sobre as faixas ainda é semi-cilíndrico, com raio de curvatura maior do que o análogo com faixas planas.