Determinación de la concentración micelar crítica mediante cambios en las energías potencial y cinética usando dinámica molecular

• Autores: Luis A. Salas Hernández, Edgar O. Castrejón González, Ricardo E. Macías Jamaica, Vicente Rico Ramírez
• Localización: Avances en Ciencias e Ingeniería, ISSN-e 0718-8706, Vol. 13, Nº. 3, 2022, págs. 11-21
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Determination of the critical micelle concentratio through changes in the potential and kinetics energies by using molecular dynamics
• Enlaces
  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Existen algunos métodos de simulación por Dinámica Molecular (DM) para determinar la concentración micelar crítica (CMC), en la mayoría se utilizan modelos de grano grueso o modelos atomísticos que incluyen cálculos de energía libre, pero requieren tiempos de cómputo elevados. En este trabajo se propone un método alternativo para la determinación de CMC usando DM en equilibrio que consiste en evaluar el comportamiento de las energías cinética y potencial; además se propone una ligera modificación en el campo de fuerza OPLSAA, requiriendo un tiempo de cómputo considerablemente menor que las simulaciones usadas actualmente. La metodología se aplicó al surfactante aniónico octil sulfato de sodio (SOS) inmerso en agua. Se analizaron los agregados micelares y se determinó la excentricidad. Los resultados obtenidos, CMC entre 120 y 140 mM, son consistentes con los experimentales reportados en la literatura, CMC entre 115 y 140 mM.

  • English

    There are some methods that employee molecular dynamics simulation to determine the Critical Micelle Concentration (CMC), most of them use coarse-grained approach or all-atoms models that include free energy calculation; however, a large simulation time is required. An alternative method to approach the estimation of the CMC is proposed in this work by using Equilibrium Molecular Dynamics simulations. This methodology uses both the potential and kinetics energies. Moreover, a slight modification in the OPLSAA force-field is proposed to considerably reduce the time of micelle formation. This methodology was applied to the anionic surfactant sodium octyl sulphate (SOS) immersed in water. Micellar aggregates and eccentricity were also analyzed. Results, ranging between 120 and 140 mM, are in good agreement with those obtained experimentally and reported in the literature, which range between 115 and 140 mM.