Fuerzas mesoscópicas

1. Electrostática

1.1. La fuerza electromagnética es la interacción que se da entre cuerpos que poseen carga eléctrica. Cuando las cargas están en reposo, la interacción entre ellas se denomina fuerza electrostática. Dependiendo del signo de las cargas que interaccionan, la fuerza electrostática puede ser atractiva o repulsiva. La interacción entre cargas en movimiento da lugar a los fenómenos magnéticos.

1.2. Todos los átomos están formados por protones (de carga positiva) y electrones (de carga negativa). En general, los átomos son neutros, es decir, tienen el mismo número de electrones que de protones.

1.3. Las leyes de Coulomb trata las interacciones ion-dipolo y dipolo-dipolo, La ley de Coulomb para la energía de interacción (E) entre dos cargas puntuales.

2. Fuerzas esféricas y Fluctuantes

2.1. Las geometrías confinadas producen Las restricciones de empaquetamiento en las curvas fuerza oscilatoria / distancia de los solventes con un período determinado por el tamaño del solvente.

2.2. En el diámetro de los Polímeros en las superficies da lugar a fuerzas entrópicas estéricas debido a la entropía conformacional de las cadenas.

2.3. Las realizaciones biológicas de este fenómeno de estabilización entrópica incluyen proteínas flexibles en la superficie de las membranas que interactúan, polímeros que reducen la fricción en las articulaciones sinoviales y cadenas de ADN absorbidas en las histonas.

3. Fuerza de agotamiento

3.1. son otra interacción mesoscópica formada por una gama sutil de fuerzas más fundamentales.

3.1.1. Un ejemplo ilustrativo es cuando se mezclan esferas coloidales y polímeros en una solución acuosa. Los coloides pueden experimentar una interacción atractiva efectiva cuando los polímeros se excluyen del volumen entre las esferas coloidales que se aproximan

3.2. La fuerza de agotamiento puede entenderse a partir de un análisis de la termodinámica. La adición del polímero reduce el potencial químico del solvente y crea una fuerza de agotamiento que une las superficies coloidales

4. Fuerzas Cohesivas

4.1. son las fuerzas que atraen y mantienen unidas a las moléculas debido a los dipolos inducidos ya que las fuerza predominante de la materia es la interacción de Van der Waals

4.2. La interacción de Van der Waals es una fuerza de origen mecánico cuántico que opera con dos moléculas que surge de la interacción entre dipolos oscilante.

4.3. De esta manera se denominan interacción de dispersión porque determina tanto las propiedades ópticas de las moléculas

5. Enlace de Hidrógeno

5.1. Los enlaces de Hidrógeno permiten la comunicación de distintas moléculas (intermoleculares), pero también pueden “conectar” diferentes zonas de una misma molécula (intramoleculares)

5.2. Debido a la estructura molecular y el momento dipolar del agua, cada molécula puede establecer hasta 4 puentes de Hidrógeno.

5.3. Un puente de hidrógeno es en realidad una atracción dipolo-dipolo entre moléculas que contienen esos tres tipos de uniones polares.

6. Interacción hidrodinámica

6.1. Cada una de las fuerzas mesoscópicas discutidas en la sección anterior tiene una escala de tiempo asociada con su acción, ya que no pueden ocurrir instantáneamente. Por lo tanto, es necesario comprender la dinámica de los componentes de cada sistema (por ejemplo, disolventes, nubes de contraiones y polímeros atados) para medir de manera rítmica la fuerza de los potenciales de interacción. Los tratamientos más avanzados de las fuerzas mesoscópicas a menudo consideran cómo evaluar la dependencia de las fuerzas en el tiempo.