Post on 25-Jul-2015
Coloides Amfífilos Enantiomórficos en Nutrición Vegetal
Dr. Luis Alberto Lightbourn RojasDIRECTOR
DIVISIÓN DE GENERACIÓN, EXCOGITACIÓN Y TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTO
Los aspectos nano y femto son las bases dimensionales de la Arquitectura
Celular y Arquitectura Molecular
El conocimiento aplicado a resolver problemas de nutrición vegetal por medio del desarrollo e innovación
tecnológica
Es lo que denominamos nutrición bionanofemto-tecnológica biodinámica
Excogitando para Nutrir
Nano Ayuda a conocer detalladamente la
estructura de las células y sobre todo de sus membranas, lo que nos permite conocer las
vías de entrada de nutrientes o canales iónicos específicos
Femto Permite diseñar moléculas que sean
perfectamente compatibles con los canales iónicos para que “entren” a la célula y
puedan ser metabolizadas
Nanotecnología y Femtotecnología
Productividad
Alta Competitivid
ad
Cambio de FlujoLógica
CircularTopologíaSimetría
Sincronización
Ritmos Biológicos
Oscilaciones
Metabólicas
Singularidad de Fase
Morfología Temporal
Difusión Molecular
Nutrición Genomátic
a
Continuum
Homeo-morfismo
Homotropía
Homología
Co-Homología
Dinámica
Modelo Bioquímico Lightbourn
No tenemos competencia: nadie hace lo mismo ni de la misma forma, por lo que hacemos
competitivos a nuestros clientes ya que sus productos obtienen mejor color, olor, sabor y
son libres de contaminantes
Modelo termodinámico: balanceamos las energías de la planta en función del
trabajo de acuerdo con factores críticos como temperatura, humedad, etc., dando a la planta el máximo impulso con el mínimo
esfuerzo Nutrientes Ultra-asimilables
Economía de Recursos
Modelo Bioquímico Lightbourn
Grupo Polar
Grupo No-Polar
Formación de Agregados
Moléculas Amfífilas Micelas
1
2
3
4
Los agregados se forman espontáneamente asociadas físicamente
La agregación es un proceso Start-Stop-Start
Los agregados tienen propiedades bien definidas
Los tamaños y formas de los agregados se adaptan a las diferentes condiciones de temperatura, pH, conductividad eléctrica
Solutos y Disolventes Auto-ensamblado de Amfífilos
Es la temperatura a la cual la solubilidad del surfactante iguala la
concentración micelar crítica (CMC) y es característica para cada
surfactante
VolumenLongitud de la Cadena HidrocarbonadaÁrea del Grupo Cabeza
H2O
Temperatura Krafft (Tk)
número de átomos de carbono
número de grupos metilo
Esféricas(Ns= 0.33) Cilindros
(Ns> 1)
Cilindros Infinitos(Ns) = 0.50
Bicapas Planares(Ns = 1)
Tipos de Micelas
R1
R2
curvatura principal curvatura perpendicular
Curvatura de la Molécular
ΔGMix = ΔHMix - TΔSMix ΔGMix = GFinal - GInicial
Fisicoquímica Coloidal ≠ Tradicional
A=
B=
ΔG= ΔH- TΔS
C A + C B
(CA > CB) (CB > CA)
CA >>> C
BC
A <<< CB
CompletaMiscibilid
ad
Inmiscibilidad
Miscibilidad Parcial
Entropía de las Soluciones Mixtas y Regulares
ΔGMix = - TΔSMix S = k In
NA
NB
+ N
N! / (NA)! (N-NA)!
Ω = N! / (NA)! (N-NA)!Ω = N! / (NA)! (NB)!
S = k (lnN!-lnNA!-lnNB!)
X X XX
X
X X
X X
OOOO
O O OOOO
OO
OO
O O
O O OOO
O
O
OO
OO
O O OO
XXX
X
XX
X X
X
X
Bioteksa:N=25, NA=9 NB=16
ΩFinal = 2”042´975(dos billones)
Ωinicial = 1
ΔSmix = kln Ωfinal / Ωinicial = 15K
lnN! = N (ln N – 1)Aprox. de Stirling
Smix = -K {(NA ln NA / N) + (NB ln NB / N)Smix = -K (NA ln XA + NB ln XB)
XA y XB = Fracción molar
Entropía de las Soluciones Mixtas y Regulares
ΔH= ΔU
E = Energía total de interacción
Fenómenos de Disufisón Mutua El cambio en Entalpía = Cambio en la Energía Interna
Interacción de energías Micro.Estimadas a partir de laEntalpía de Vaporización
= 29.7 kJ/mol, calculamos WAAAsumiendo que Zb = 6 =>Donde el factor 2 evita los conteos de interacciones dobles
Que corresponde a -22 KT a 25º CCon
Por par interactuante
Es el concepto termodinámico central en la descripción de sistemas multicomponente:
Los potenciales químicos dan los cambios en la energía libre por cada molécula en el sistema, 𝒾determinando la viabilidad de redistribución de los componentes del sistema coloidal
Potencial Químico
. .
1 32
Determina la habilidad ó
viabilidad de los componentes
para redistribuirse y ser usados en el sistema coloidal.
Para una solución, el
potencial químico del solvente
(H2O) se expresa en términos de la presión osmótica
(πOSM).
Los potenciales químicos
muestran los campos
gravitacionales externos,
afectando la distribución de
los componentes del sistema
coloidal.
Potencial Químico
La distribución de Boltzmann:
El movimiento Browniano esta expresado por el KT y emerge como fuerza organizadora de las interacciones moleculares, siendo esta la clave para entender las interacciones en el dominio coloidal. Las colisiones moleculares se pueden describir por un modelo completamente al azar según:
Donde, D es el coeficiente de difusión, σ es el diámetro coloidal y p es la presión.
Movimiento Browniano: Interacciones Moleculares y Difusión
El flujo de moléculas en función de un ambiente de concentración se describe por:
1ra Ley de Fick
2da Ley de Fick
.
y por los cambios de concentración:
En un campo gravitacional (Coloide edáfico):
Movimiento Browniano: Interacciones Moleculares y Difusión
La separación microfásica que acompaña a la agregación amfifílica es dada por interacciones solvofóbicas y requiere un amfífilo con grupos polares y no polares bien definidos, así como un disolvente muy polar (H2O).
Son la tensión superficial y el volumen molar del disolvente respectivamente. Esto provee una medida de la energía cohesiva del disolvente al formarse las micelas coloidales.
El parámetro de Gordon
Solvofobicidad
Donde y V
CmM
A
B
103 ɣ
N│
m
0.3
0.2
0.1
0 10 20 Tk 30 40
Mola
rid
ad
Cristal Hidratada
CMC
T (◦C)
Curva de solub.
micelar
Área micelar
Curva
Solvofobicidad
Lightbourn Research
lalr@bioteksa.comInstituto de Investigación
Lightbourn A.C. www.lightbournr.mx
Director
Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas
Research Team
Dra. Josefina León Félix
Dra. Adriana Sañudo Barajas
Dr. José Basilio Heredia
MC. Talia Fernanda Martínez Bastidas
MC. Rubén León Chang
Biol. Gisela Jared Lino López
MC. Luis Alfonso Amarillas Bueno
Gracias