Resumen

Se han revisado las técnicas computacionales más importantes empleadas para simular la estructura y las propiedades de los polímeros a nivel miscroscópico. Se han clasificado en métodos cuánticos o clásicos en función de las expresiones utilizadas para describir las interacciones entre las partículas. Además, se muestra la aplicabilidad de dichas herramientas de modelización con algunos resultados obtenidos recientemente por nuestro grupo. Más concretamente, mostramos la aplicabilidad de los métodos clásicos para determinar la estructura cristalina de los polímeros, modelizar el plegamiento laminar de los nilones, predecir la estabilidad de las estructuras supramoleculares adoptadas por algunos complejos autoensamblados surfactante-polielectrolito e investigar la difusión de gases simples a través de matrices poliméricas. La fiabilidad de los métodos cuánticos se ha ilustrado mostrando algunos estudios dedicados a estudiar efectos cooperativos, interacciones específicas y parámetros espectroscópicos.

INTRODUCCIÓN

La aparición de ordenadores en el ámbito de la química es relativamente reciente. Sin embargo, debido al rápido aumento en su potencia, se han convertido en herramientas de gran valor para el estudio y comprensión de los sistemas químicos. Su uso abarca desde la creación y administración de bases de datos hasta la simulación computacional a escala atómica de procesos químicos y físicos. En las últimas dos décadas, la química computacional ha evolucionado significativamente, permitiendo a los investigadores racionalizar los resultados de la experimentación y obtener información que es difícil de alcanzar mediante metodologías experimentales tradicionales. La calidad de los resultados ha llevado a la generalización de las técnicas computacionales en diversos campos de la química y la biología, como la química orgánica e inorgánica, la farmacología y la biología molecular. 

Recientemente, la ciencia de los polímeros ha adoptado estas técnicas para estudiar los polímeros sintéticos. Las propiedades de cualquier material polimérico están ligadas a su estructura molecular, es decir, son una consecuencia de la organización de las macromoléculas que lo componen y, en muchos casos, reflejan los procesos dinámicos a escala molecular. Entender y racionalizar la estructura de un material debería permitir comprender el origen de sus propiedades físicas. Por ello, el estudio de la estructura molecular de los materiales poliméricos a escala microscópica y su relación con las propiedades observables a escala macroscópica es un campo de investigación de gran interés. Las técnicas computacionales basadas en simulación molecular son esenciales para obtener detalles a nivel atómico que son difíciles o imposibles de investigar experimentalmente.

• Materias:Simulación de comportamientos Polímeros Mecánica cuántica Estructura molecular
• Subjects:Behavioral simulation Polymers Quantum mechanics Molecular structure
• Palabras claves:Métodos computacionales; Simulación molecular; Polímeros; Estudio teórico; Mecánica clásica; Mecánica cuántica
• Keywords:Computational methods; Molecular simulation; Polymers; Theoretical study; Classical mechanics; Quantum mechanics