Foro. Actividad 1. El uso de los modelos electrostáticosFísica 1. Unidad 3

Facilitador: Julio Cesar Reyna Escaname

Alumna: Liliana Grisel López Jiménez

Foro. Actividad 1. El uso de los modelos electrostáticos

La ecuación de Poisson-Boltzmann y su aplicación en los

sistemas macromoleculares.

Para estudiar la estructura de una solución electrolítica, Debye y Huckel

en 1923, desarrollaron una teoría que consiste en calcular el potencial

electrostático promedio alrededor de un ión fijo. En esta teoría existen 3

componentes:

a) El modelo de la solución electrolítica

b) La ecuación de Poisson-Boltzmann:

c) Linealización de la ecuación de Poisson-Boltzmann

El comportamiento de las macromoléculas en solución, depende

fuertemente no sólo de la presencia del agua, sino del hecho de estar

inmersas en solución salina.

Este aspecto no despreciable, debido al carácter de largo alcance de las

fuerzas electrostáticas, hace que tengamos que tener en cuenta la

manera en que las cargas de los iones de sal se distribuyen en la solución.

Esto puede describirse mediante la Ecuación de Poisson-Boltzmann, la que

puede derivarse mediante una aproximación de campo medio al problema

mecánico estadístico completo del gas Coulombiano via el formalismo de

la función de Green

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La utilidad de la electrostática para el estudio de

sistemas biológicos.

La relevancia de estas interacciones es particularmente notable para las

moléculas con carga neta no nula, como es el caso del ADN y otros

polielectrolitos.

En los últimos años ha habido un interés renovado por la Electrostática en

la biología debido a tres factores básicamente:

1. el rol muy importante que juegan dichas interacciones en la

caracterización de las propiedades estructurales y funcionales de las

macromoléculas,

2. los avances en la resolución numérica de las ecuaciones básicas que

gobiernan estos fenómenos, y

3. el incremento del poder de cálculo que hizo factible crear herramientas

computacionales que implementen los algoritmos numéricos en tiempos

de cálculo razonables.

Muchas de las propiedades estructurales de las membranas (rigidez,

estabilidad, transición lateral de fase y dinámica) dependen

sustancialmente de las interacciones electrostáticas

Entre las macromoléculas existen interacciones no covalentes como las

electrostáticas.

La aplicación actual y sus posibles aplicaciones en la

salud, el medio ambiente y los alimentos.

La electrostática es utilizada para sustituir elementos que anteriormente

causaban contaminantes como producto de su degradación, en especial

los desinfectantes (para hoteles y hospitales), así como plaguicidas. Por

otro lado existen artículos como algunas pinturas (que es un compuesto

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de resinas sintéticas, endurecedores, aditivos, pigmentos y cargas. Los

porcentajes en los cuales estos se presenten, dará a la pintura las

características propias como lo son el color, la resistencia, la flexibilidad y

el acabado) que ya son de tipo electrostático. En los coloides (soluciones

de macromoléculas) también existe electrostática y estos están usados en

medicina.