El objetivo general del proyecto de investigación de nuestro grupo consiste en estudiar cómo se auto-organizan moléculas (anfifilos, polímeros, proteínas, etc.) y partículas coloidales (con doble capa eléctrica, del tipo Janus, partículas virales cilíndricas, nanopartículas etc.) para formar las distintas estructuras supramoleculares que se presentan en los fluidos complejos. Las líneas de investigación de este proyecto son: 1]Reología y microreología de suspensiones embebidas con estructuras supramoleculares: Se estudiará la reología, la microreología y el ordenamiento inducido por esfuerzos de corte en soluciones que forman cristales líquidos liotrópicos en distintos regímenes de concentración, los cuales están formados por mezclas de tensoactivos, cotensoactivos (o sales hidrotrópicas) o por polímeros de bloque, así como en sistemas coloidales virales. Los principales sistemas de estudio serán los que forman micelas tubulares gigantes y lamelas. 2] Estudio de sistemas lamelares por espectroscopía de onda difusa: Se estudiará si es posible medir el movimiento aleatorio de microesferas embebidas en fases lamelares con espectroscopía de onda difusa, pues habrá que desarrollar esta técnica a medios birrefringentes como son los sistemas lamelares. Si esto es posible se determinará la utilidad de esta técnica para determinar la microreologia de sistemas lamelares, evaluando su espectro viscoelástico en un amplio intervalo de frecuencias. 3] Desarrollo de materiales biomoleculares: Se desarrollarán materiales biomoleculares por medio de la preparación de geles de polímeros y nanopartículas, ambos unidos químicamente al virus filamentoso fd. 4] Estudio de partículas coloidales tipo Janus: Se estudiará la forma de organización de partículas coloidales Janus preparadas con hemisferios hidrofóbicos e hidrofílicos en dos dimensiones en la interfacara aire-agua, así como la transición de fase liquido/solido que pasa por una fase hexática, vía un análisis de las imágenes de las monocapas obtenidas por microscopia óptica donde se evaluaran las funciones de correlación posicional y orientacional. 5] Fuerzas de adhesión, superhidrofobicidad y puntos de anclado entre superficies sólidas y líquidos: Se estudiará cómo medir la fuerza entre la punta de un cantilever de un microscopio de fuerza atómica y una superficie atómicamente plana, así como entre una microgota de mercurio adherida a un cantilever y superficies planas, para estudiar la adhesión de mercurio a diferentes superficies y relacionarlo a la mercurofobicidad y los puntos de anclado. Además de estudiar las superficies que producen superhidrofobicidad, particularmente en el caso del mercurio y superficies de diamante drogado con boro policristalino altamente rugoso, se medirá la fuerza de adhesión y la histéresis del ángulo de contacto. Los resultados se analizarán con respecto a la teoría de contacto de superficies sólidas. Finalmente se explorará el desarrollo de una espectroscopía de fuerza para desdoblar polímeros con ayuda de un microscopio de fuerza atómica.

La importancia de este proyecto de investigación en el área de la Física de la Materia Condensada blanda radica en: 1] El proyecto está centrado en uno de los aspectos de mayor importancia en la actualidad en este campo de la materia blanda, la autoorganización o el autoensamblaje. Las preguntas que nos interesa responder son: a) ¿Cuáles son las interacciones necesarias para que se formen (micelas esféricas ó cilíndricas, lamelas, vesiculas, fases L3, cúmulos coloidales, etc.) y cómo controlarlas? b) ¿Cuál es la dinámica de formación de las estructuras supramoleculares y cómo interactúan entre ellas (entre componentes de la misma estructura como entre estructuras)? c) ¿Cómo interactúan las estructuras supramoleculares producto de autoensamblaje con partículas coloidales? d) ¿Cómo se afectan las propiedades macroscópicas, particularmente las reológicas, de los fluidos que tienen embebidas tanto estructuras supramoleculares ó coloidales? 2] Las líneas específicas de investigación de este proyecto son muy relevantes para el campo de la materia blanda, las cuales podemos listar como sigue: a) La determinación de cómo las estructuras supramoleculares autoensambladas modifican las propiedades reológicas de los líquidos en que se encuentran embebidos, tiene grandes consecuencias para el entendimiento del comportamiento dinámico y estático de las propiedades de la materia blanda. b] La extensión de la espectroscopia de onda difusa al caso de sistemas lamelares, los cuales presentan el problema de ser soluciones birrefringentes, sería un logro que podría ser muy importante. Sobre todo si comparamos la cantidad de información que se pudo obtener sobre la estructura y dinámica en el caso de sistemas con micelas tubulares gigantes utilizando esta técnica. c] El desarrollo de materiales biomoleculares es un tema muy importante, sobre todo para lograr materiales que permitan el desarrollo celular tridimensional. En este tema hemos logrado unir nanopartículas de oro a virus filamentoso fd, lo que además nos dió una idea clara de como unirle polímeros a estos virus. Esto nos permitiría hacer geles que se transforman en líquidos con el aumento de la temperatura, si se seleccionan correctamente los polímeros. Estos materiales pueden servir de andamio para el crecimiento de cultivos celulares. Además este estudio nos ha permitido desarrollar una técnica novedosa para seguir los estadíos de la reacción en estos sistemas, utilizando micro-Raman y exacerbamiento superficial del espectro Raman (SERS) utilizando el método de análisis de componentes parciales para analizar los espectros Raman. d) El proyecto estudiará el comportamiento de monocapas de partículas coloidales anfifilicas tipo Janus, tema de gran actualidad e interés en el campo, que no ha sido abordado desde este punto de vista por la comunidad de la materia blanda. e) El proyecto pretende estudiar problemas muy novedosos como la adhesión de líquidos a superficies sólidas, medida por microscopia de fuerza atómica. Así como cambien el desarrollo de mediciones de fuerza con cantilevers funcionalizados con partículas coloidales para medir la fuerza del desdoblamiento de polímeros. Además, el proyecto estudiará situaciones muy peculiares para entender la física de la adhesión, como es el caso de la supermercurofobicidad en ciertas superficies, la histéresis del angulo de contacto y la fuerza de adhesión y su relación a los puntos de anclaje en la línea de triple contacto sólido, liquido, vapor.