I polielettroliti sono lunghe molecole a catena con unità cariche ripetute. Queste molecole trovano largo impiego in diversi campi, tra cui quello biomedico e quello energetico. Il comportamento di autoassemblaggio dei polielettroliti è cruciale per le loro applicazioni.
Secondo la teoria classica, i polielettroliti in un ambiente acquoso formano complessi, chiamati complessi polielettrolitici (PEC), attraverso interazioni elettrostatiche tra le unità cariche. Le dimensioni, la struttura e le proprietà dei PEC dipendono da vari fattori, tra cui la densità di carica e la concentrazione dei polielettroliti.
Il team guidato dal professor Jean-Francois Joanny, dal professor David Morse e dalla professoressa Nathalie Duru ha sviluppato un nuovo quadro teorico che sfida questa visione classica. L’intuizione chiave è che l’autoassemblaggio del polielettrolita è guidato non solo dalle interazioni elettrostatiche ma anche dall’effetto volume escluso.
L'effetto volume escluso si riferisce al fatto che due oggetti non possono occupare lo stesso spazio contemporaneamente. Nel caso dei polielettroliti l'effetto volume escluso deriva dal fatto che le molecole sono lunghe e flessibili.
Il team ha dimostrato che l'effetto del volume escluso può influenzare in modo significativo il comportamento di autoassemblaggio dei polielettroliti, portando alla formazione di diversi tipi di strutture, come cluster e reti, piuttosto che ai tradizionali PEC.
La teoria è coerente con recenti osservazioni sperimentali e fornisce una comprensione più completa dell’autoassemblaggio dei polielettroliti. I risultati potrebbero portare allo sviluppo di nuovi materiali con proprietà su misura per varie applicazioni.
