Block copolymer micelles generated by crystallization-driven self-assembly in polymer matrices

In this review we show how Crystallization-Driven Self-Assembly (CDSA), a method originally employed for the self-assembly of block copolymers in solution, was extended to the synthesis of elongated micellar nanostructures in polymer matrices. By highlighting some of the works published by our group in this area, the conditions to synthesize nanostructured polymers by CDSA are discussed. The knowledge of these conditions will allow developing a new generation of nanomaterials with tailored architecture according to a required application.Fil: Gutiérrez González, Jessica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schmarsow, Ruth Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Montoya Rojo, Ursula Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnología en Polímeros y Nanotecnología; ArgentinaFil: Puig, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Crystallization-Driven Supramolecular Gelation of Poly(vinyl alcohol) by a Small Catechol Derivative

Catechol-containing molecules have been recognized as versatile building blocks for polymer structures with tailor-made functional properties. While catechol chemistry via metal-ligand coordination, boronate complexation, and oxidation-driven covalent bonds has been well examined in the past, the hydrogen bonding ability of these intriguing molecules has been dismissed. In this research, we investigated the gelation of poly(vinyl alcohol) (PVA) triggered by the crystallization of a 3,4-dihydroxy-catechol in water. Strong hydrogen bond interactions between PVA and catechol groups afforded supramolecular hydrogels with near-covalent elastic moduli, yet dynamic, exhibiting reversible gel-to-sol phase transitions around 50-60 °C. We studied the impact of the catechol derivative concentration on the gelation kinetics and physicochemical properties of these dynamic materials. Isothermal experiments revealed that heterogeneous crystallization governs the gelation kinetics. Moreover, because of the quasi-permanent cross-links within the supramolecular polymer network, these hydrogels benefit from ultrastretchability (∼600%) and high toughness (900 kJ·m-3). Our gelation approach is expected to expand the toolbox of catechol chemistry, opening up new avenues in designing dynamic soft materials with facile control over the phase transition, mechanics, and viscoelastic properties.Fil: Bonafe Allende, Juan Cruz. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Schmarsow, Ruth Noemí. Universidad del País Vasco; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Matxinandiarena, Eider. Universidad del País Vasco; EspañaFil: García Schejtman, Sergio David. Universidad Nacional de Córdoba; ArgentinaFil: Coronado, Eduardo A.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; ArgentinaFil: Alvarezigarzabal, Cecilia I.. Universidad Nacional de Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Procesos y Química Aplicada; ArgentinaFil: Picchio, Matías Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina. Universidad del País Vasco; EspañaFil: Müller, Alejandro J.. Universidad del País Vasco; Españ

Core-crystalline nanoribbons of controlled length via diffusion-limited colloid aggregation

It has been previously reported that poly(ethylene) (PE)-based block copolymers self-assemble in certain thermosetting matrices to form a dispersion of one-dimensional (1D) nanoribbons. Such materials exhibit exceptional properties that originate from the high aspect ratio of the elongated nano-objects.However, the ability to prepare 1D assemblies with well-controlled dimensions is limited and represents a key challenge. Here, we demonstrate that the length of ribbon-like nanostructures can be precisely controlled by regulating the mobility of the matrix during crystallization of the core-forming PE block.The selected system to prove this concept was a poly(ethylene-block-ethylene oxide) (PE-b-PEO) block copolymer in an epoxy monomer based on diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA). The system was activated with a dual thermal- and photo-curing system, which allowed us to initiate the epoxy polymerization at 120 1C until a certain degree of conversion, stop the reaction by cooling to inducecrystallization and micellar elongation, and then continue the polymerization at room temperature by visible-light irradiation. In this way, crystallization of PE blocks took place in a matrix whose mobility was regulated by the degree of conversion reached at 120 ºC. The mechanism of micellar elongation wasconceptualized as a diffusion-limited colloid aggregation process which was induced by crystallization of PE cores. This assertion was supported by the evidence obtained from in situ small-angle X-ray scattering (SAXS), in combination with differential scanning calorimetry (DSC) and transmission electron microscopy (TEM).Fil: Schmarsow, Ruth Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Ceolin, Marcelo Raul. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Effect of light intensity on the aggregation behavior of primary particles during in situ photochemical synthesis of gold/polymer nanocomposites

Metal/polymer nanocomposites have attracted much attention in recent years due to their exceptional properties and wide range of potential applications. A key challenge to obtain these materials is to stabilize the metal nanoparticles in the matrix, avoiding uncontrolled aggregation processes driven by the high surface free energy of nanosized particles. Here, we investigate the aggregation mechanism of primary particles in gold−epoxy nanocomposites prepared via light-assisted in situ synthesis, under different irradiation conditions. The growth and aggregation of gold nanoparticles were monitored in situ by time-resolved small-angle X-ray scattering experiments, whereas spectroscopic measurements were performed to interpret how matrix polymerization influences the aggregation process. It was found that light intensity has a greater influence on the reduction rate than on the polymerization rate. Under irradiation, gold nanostructures evolve through five time-defined stages: nuclei-mass fractals-surface fractals-spherical nanoparticles-aggregates. If the maximum in the polymerization rate is reached before the aggregation step, individual primary nanoparticles will be preserved in the polymer matrix due to diffusional constraints imposed by the reaction medium. Because the light intensity has a different influence on the reduction rate than on the polymerization rate, this parameter can be used as a versatile tool to avoid aggregation of gold nanoparticles into the polymer matrix.Fil: Schmarsow, Ruth Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Dell'Erba, Ignacio Esteban. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Villaola, Micaela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Hoppe, Cristina Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Zucchi, Ileana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Schroeder, Walter Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Toxicity and sublethal effects of lead (Pb) intake on honey bees (Apis mellifera)

Heavy metal pollution is becoming a worldwide problem affecting pollinators. The massive use of lead (Pb), the most harmful metal for the biosphere, in industries has increased the risk for honey bees. Pb exerts toxicity on living organisms inducing mainly oxidative stress. We assessed the toxicity and sublethal effects of Pb ingestion on protein content, catalase (CAT) activity, fat content and fatty acid (FA) profile of honey bee workers (Apis mellifera L.) under different nutritional conditions during chronic exposure tests. The LD50 was 15.13 ± 6.11 μg Pb2+/bee, similar to other reports. A single oral sublethal dose of 15 μg of Pb2+ affected the survival of bees fed with sugary food for ten days after Pb ingestion while supplementing the diet with bee bread improved Pb tolerance. The highest protein content was found in bees fed with the sugar paste and bee bread diet without Pb. CAT activity tended to decrease in bees of Pb groups independently of diet. Fat content was not affected by the diet type received by bees or Pb ingestion, but the FAs profile varied according to the nutritional quality of the diet. The results highlight that a single sublethal dose of Pb negatively affected the body proteins of bees despite the nutritional condition but did not disturb the FAs profile of workers. Nutrition plays an important role in preventing Pb-induced toxicity in honey bees.Fil: Schmarsow, Ruth Noemí. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Moliné, Maria de la Paz. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente. - Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Artrópodos; ArgentinaFil: Damiani, Natalia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente. - Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Artrópodos; ArgentinaFil: Dominguez, Enzo. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente. - Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Artrópodos; ArgentinaFil: Medici, Sandra Karina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente. - Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Artrópodos; ArgentinaFil: Churio, Maria Sandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Físicas de Mar del Plata; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química; ArgentinaFil: Gende, Liesel Brenda. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente. - Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Instituto de Investigaciones en Sanidad Producción y Ambiente; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Biología. Laboratorio de Artrópodos; Argentin