Interazioni idrofobiche e assemblaggio di macromolecole

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In base al comportamento dell’acqua di fronte ai diversi tipi di soluti, possiamo definire le cavità bagnate o asciutte. L’accezione con cui intendiamo questi attributi è più descrittiva che puramente formale. In effetti la definizione di bagnabilità per superfici equivale a quella data precedentemente per superfici idrofobiche e idrofiliche, misurandosi anch’essa tramite l’angolo di contatto. Da un altro punto di vista possiamo dare un’ulteriore sfumatura a questi due attributi: Figura 10: funzioni di correlazione per molecole d’acqua (in blu nell’immagine superiore) e cavità sferiche a distanza r + R in acqua liquida in condizioni standard. Le linee continue rappresentano il comportamento di un soluto idrofobico ideale con potenziale di sfera dura, quelle tratteggiate invece la situazione in cui il soluto sferico ideale esercita anche forze attrattive sulla molecola d’acqua quali quelle di van der Waals, come nel caso olio più acqua, [1]. Guardando gli andamenti delle funzioni g(r+R) in fig. 10, equivalenti alla densità media d’equilibrio dell’acqua a distanza r + R dalle cavità di raggio R (= ρg(r+R)), notiamo come solo nel caso R = 0,4 nm si verifichi un aumento della densità nelle vicinanze della cavità. Questo è intuitivo pensando che per poter mantenere saldi i legami le molecole si avvicinino maggiormente alla piccola cavità, come in un “abbraccio” sempre più forte. Nei casi R= 10 nm e R= 100 nm vi è invece un netto abbassamento nel valore della funzione mentre possiamo considerare R= 1 nm un caso intermedio. 9
Questi grafici danno la riprova della tendenza dell’acqua ad allontanarsi da grandi soluti idrofobici, e quella contraria con i piccoli, possiamo quindi intendere i due casi estremi, in senso lato, come il fatto che le cavità diventino rispettivamente bagnata e asciutta. Ovviamente nessun soluto disciolto in acqua potrà mai essere letteralmente asciutto poiché il lavoro necessario per allontanare lo strato acquoso dalla superficie idrofobica sarebbe proibitivo date le forze attrive che si esercitano tra acqua e soluto. Considerando però l’estensione della superficie e la densità nelle sue vicinanze rispetto a quella riscontrata nel caso di 0,4 nm considerarla asciutta nel senso descrittivo. in poi possiamo 10
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