Simulación multiescala de la conformación y dinámica de moléculas dendríticas en disolución

La Tesis doctoral aborda el estudio de las propiedades de los dendrimeros en disolucion. Los dendrimeros son un tipo de macromoleculas altamente ramificadas y regulares que se comenzaron a sintetizar a finales de la decada de los 70 y que poseen multitud a aplicaciones (transportadores de fermacos, cajas moleculares, catalizadores...). METODOLOGIA: Para el estudio de las propiedades en disolucion se utilizan dos tecnicas simulacion computacional, Monte Carlo y dinamica browniana, que se aplica sobre un modelo mecanico simplificado (o de grano grueso) de la macromolecula consistente en bolas unidas mediante muelles. En este trabajo se propone que los muelles conectores posean un potencial hibrido entre un muelle de Fraenkel y uno FENE. La parametrizacion del modelo se hace a partir de simulaciones atomisticas de la parte de la molecula representada por cada elemento del modelo, por lo que no existen parametros ajustables con datos experimentales. RESULTADOS: Se han estudiado la distribucion de densidad masica en el interior del dendrimero, observandose que la densidad se distribuye principalmente por el interior del dendrimero y no en su superficie. La ley de potencia del radio de giro con el peso molecular reproduce resultados experimentales y confirma la tendendcia a la esfericidad de los dendrimeros al aumentar su tamano. Tambien se estudio el factor de forma y se comparo con medidas experimentales obtenidas por otros autores mediante la tecnica SAXS, encontrandose que las simulaciones reproducen muy bien la variacion angular del factor de forma encontrada experimentalmente. Por ultimo tambien se logran reproducir las propiedades hidrodinamicas (viscosidad intrinseca y coeficiente de difusion) con un error global aceptable, del orden de los propios errores experimentales. CONCLUSIONES: La metodologia multiescala utilizada en esta Tesis, es decir, la parametrizacion de un modelo de grano grueso a partir de simulaciones atomisticas y posterior aplicacion de las tecnicas de Monte Carlo y dinamica browniana a dicho modelo simplificado, es plenamente adecuada para estimar globalmente el valor de propiedades experimentales con un error muy aceptable, teniendo en cuenta que no se han utilizado datos experimentales para ajustar los parametros del modelo. Esto permite predecir con un alto margen de fiabilidad el comportamiento de nuevas estructuras dendriticas de las que aun no se dispone de datos experimentales.