Dr. José Inés Escalante Vázquez (go to english version)
Prof. Titular A
Licenciatura en Ingeniería Química, Universidad
de Guadalajara (1994)
Maestría en Ciencias en Ingeniería Química,
Universidad de Guadalajara (1997)
Doctorado en Fisicoquímica, Universidad de Bayreuth, Alemania
(2000)
e-mail: escalant@hotmail.com
Áreas de investigación:
Fluidos complejos, copolimeros en bloque, polímeros
anfifilicos, surfactantes, coloides, geles poliméricos
(entrecruzados físicamente o químicamente), fluidos
estructurados, cristales líquidos liotrópicos, auto-ensamblamiento,
propiedades de fase, microestructura, micelización, solubilización,
disolución, microemulsiones, emulsiones, cinética
micelar, interacciones polímero-surfactante, reconocimiento
de estructura a nivel molecular, reología.
Mis principales intereses de investigación son elucidar las interacciones entre (i) las características moleculares de anfifilos (tales como copolimeros en bloque y surfactantes), (ii) la estructura de ensamblamientos organizados formados por anfifilos, y (iii) las propiedades funcionales de tales ensamblamientos.
Auto-ensamblamiento de anfifilos pueden ser utilizados para el desarrollo de nuevos materiales y procesos de interés químico, biológico, y en la ingeniería de materiales. Las moléculas de anfifilos (las cuales contienen tanto partes hidrofóbicas como hidrófilicas) tales como surfactantes, lípidos, copolimeros, y proteínas, tienen una gran variedad de usos en la industria química, farmacéutica y de alimentos por su habilidad de auto-ensamblarse y modificar las propiedades interficiales y de superficie.
La química de los coloides es una ciencia con una larga historia, la cual ha renacido con el desarrollo de la nanotecnología y el creciente interés en el auto-ensamblamiento supramolecular. Por un largo tiempo los sistemas coloidales fueron pobremente definidos como mezclas de materia con un tamaño muy pequeño las cuales estaban dispersas en solventes o algunos otros medios. Ahora los nuevos avances en microscopia electrónica facilitan la visibilidad de moléculas de agregados y también de estructuras moleculares. Además ahora es posible explorar la relación entre la estructura y las propiedades de sistemas coloidales en una forma extensa. Adicionalmente, la preparación de sistemas coloidales se han hecho más reproducibles. Además el interés en los coliodes ha aumentado rápidamente debido al requerimiento de componentes electrónicos miniaturizados que el moderno procesamiento de datos (almacenamiento y transmisión) solicita. Es generalmente aceptada la alta reproducibilidad de sistemas coloidales y su controlada composición de materiales, por lo que estos materiales son día con día más esenciales para el desarrollo de nuevos materiales de gran funcionamiento.
El campo de aplicación de los polímeros es bastante extenso, por ejemplo en partes de moldeado de autos y aeroplanos, materiales para el almacenamiento de datos, aditivos funcionales en cosméticos, pinturas, aceites, y papel así como también polímeros con especiales propósitos en medicina (órganos sustitutos biocompatibles, sistemas de sensores para diagnostico, implantes, sistemas de liberación de drogas, polímeros biocompatibles para la reconstrucción de tejidos). Así también el uso industrial de materias coloidales se ha extendido a cosméticos, surfactantes, auxiliares para la recuperación de petróleo, lacas, recubrimientos, pinturas y pigmentos. El desarrollo de polímeros y coloides con propiedades especificas es uno de las más importantes consecuencias para el progreso en el desarrollo de tecnología.
Reología de fluidos estructurados. Nosotros intentamos caracterizar "in situ" la microestructura de los fluidos mediante mediciones reológicas. Nuestro interés se basa en entender como las propiedades del material dependen de los fenómenos físicos y químicos que ocurren a nivel molecular. Por ejemplo la gelación de polímeros solubles en agua, usados en el proceso de recuperación de petróleo, es medida reológicamente, y los resultados son interpretados en base a teorías cinéticas de los polímeros para determinar la cinética de reacción. Otros sistemas de interés incluyen encapsulación de polímeros por llenado. Los cuales son usados en la manufactura de circuitos integrados, donde las interacciones polímero-relleno determinan la reología del fluido, y espumas usadas en recubrimientos y procesos de recuperación de petróleo donde las fuerzas interficiales determinan las propiedades de flujo.
Técnicas experimentales: dispersión de rayos-X a pequeño ángulo (SAXS), dispersión de neutrones a pequeño ángulo (SANS), dispersión de luz estática (LS), dispersión de luz dinámica (DLS), espectroscopia UV-visible, espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR), calorimetría diferencial de barrido (DSC), tensiometría de superficie, reología y microscopia electrónica.
Técnicas teóricas: Fenómenos de interficie, fuerzas intermoleculares, teoría de auto-ensamblamiento, termodinámica de polímeros, modelamiento, termodinámica de superficie.
Palabras claves:
Fisicoquímica teórica, teoría de estructuras
y transiciones de fases en fluidos complejos-cristales líquidos,
suspensiones coloidales, polímeros, soluciones de surfactantes,
teoría de dispersión de luz.
Publicaciones recientes:
Escalante JI, Gradzielski M, Mortensen K and Hoffmann H
(2000) "Shear-Induced Transition of Originally Undisturbed
Lamellar Phase to Vesicle Phase" Langmuir 23, 8663.
Escalante JI and Hoffmann H (2000) "The lamellar-to-vesicle
phase transition by shear experiments" J. Phys.: Condens.
Matter 12, A483.
Escalante JI and Hoffmann H (2000) "Non-linear rheology
and flow-induced transition of a lamellar-to-vesicle phase in
ternary systems of alkyldimethyl oxide/alcohol/water" Rheol.
Acta 39, 209.
Escalante J.I., Rodríguez-Guadarrama L.A., Mendizabal
E., Puig J.E., López R.G. and Katime I. (1996) "Synthesis
of poly (butylmethacrylate) in Three-Component Cationic Microemulsion"
J. Appl. Polym. Sci 62, 1313.
Dr. José Inés Escalante
Vázquez
Prof. Titular A
BS degree in Chemical Engineering from the University of Guadalajara
(1994)
Master Degree in Chemical Engineering at the same University (1997)
PhD in Physical Chemistry at the University of Bayreuth, Germany
(2000)
e-mail: escalant@hotmail.com
Research Interests
Areas of Expertise: complex fluids, block copolymers, amphiphilic
polymers, surfactants, colloids, polymer gels (physically or chemically
cross-linked), structured fluids, lyotropic liquid crystals, self-assembly,
phase behavior, microstucture, micellization, solubilization,
dissolution, microemulsions, emulsions, micellar kinetics, polymer-surfactant
interactions, molecular recognition, rheology.
My research aims in elucidating the interrelations between (i) the molecular characteristics of amphiphilic molecules (such as block copolymers and surfactants), (ii) the structure of organized assemblies formed by amphiphiles, and (iii) the functional properties of such assemblies.
Amphiphile self-assemblies can be utilized for the development of novel materials and processes of interest to chemical, bio-, and materials engineering. Amphiphilic (i.e., containing both hydrophilic and hydrophobic parts) molecules, such as surfactants, lipids, copolymers, and proteins, find widespread use in the chemical, pharmaceutical, and food industry, because of their unique ability to self-assemble and modify the surface/interfacial properties.
Colloid chemistry is a science with a long history. Recently, colloids experience a revival with development of nanotechnology and increasing interest in supramolecular self-assembly. For a long time colloidal systems were rather poorly defined mixtures of very small-sized matter dispersed in solvents or other matrices. Nowadays, advances in microscopy (e.g., electron microscopy and scanning microscopy) facilitate visibility of aggregates of molecules and even of molecular structures. Therefore, it is possible to explore structure-property relationships of colloidal systems extensively. Additionally, the preparation of colloidal systems has become more reproducible. Since further developments in modern data processing (data storage and data transmission) require miniaturization of electronic components, interest in colloids increases rapidly. It is generally accepted that reproducible preparation of well-defined colloidal systems and controlled composition to materials are essentials for the development of high-performance materials.
The field of polymer applications is extremely wide spread, e.g. mouldings in cars and aeroplanes, data storage materials, functional additives in cosmetics, paints, oil, and papers as well as special polymers for medical purposes (biocompatible vessel substitutes, sensor systems for diagnosis, absorbable implants, drug delivery systems, biocompatible polymers for reconstruction of tissues). Likewise, industrial use of colloidal matter extends to cosmetics, surfactants, auxiliaries for oil recovery, coatings, lacquers, paints, and pigments. The development of polymers and colloids with specific properties is one of the most important driving forces for progress in forward-looking technologies.
Rheology of Structured Fluids. We intent to characterized "in situ" microstructure of the fluids by using rheological measurements. Our interest is in understanding how bulk material properties are determined by physical and chemical phenomena occurring at the molecular scale. For example, the gelation of water-soluble polymers used in oil-recovery processes is measured rheologically, and the results are interpreted using polymer kinetic theory to determine reaction kinetics. Other systems of interest include filled polymer encapsulation compounds for integrated circuit manufacture, where polymer-filler interactions determine the fluid rheology, and foams used in coating and oil recovery processes where interfacial forces determine flow behavior.
Experimental Techniques: small-angle X-ray scattering (SAXS), small-angle neutron scattering (SANS), static light scattering (LS), dynamic light scattering (DLS), UV-vis spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), surface tensiometry, rheology, scanning electron microscopy (SEM).
Theoretical Techniques: interfacial phenomena, intermolecular forces, self-assembly theory, polymer thermodynamics, lattice mean-field models, surface thermodynamics.
Key Words:
Theoretical Physical Chemistry: theory of structures and phase
transitions in complex fluids-liquid crystals, colloidal suspensions,
polymers, surfactant solutions; light scattering theory.
Recent publications:
Escalante JI, Gradzielski M, Mortensen K and Hoffmann H (2000)
"Shear-Induced Transition of Originally Undisturbed Lamellar
Phase to Vesicle Phase" Langmuir 23, 8663.
Escalante JI and Hoffmann H (2000) "The lamellar-to-vesicle
phase transition by shear experiments" J. Phys.: Condens.
Matter 12, A483.
Escalante JI and Hoffmann H (2000) "Non-linear rheology
and flow-induced transition of a lamellar-to-vesicle phase in
ternary systems of alkyldimethyl oxide/alcohol/water" Rheol.
Acta 39, 209.
Escalante J.I., Rodríguez-Guadarrama L.A., Mendizabal
E., Puig J.E., López R.G. and Katime I. (1996) "Synthesis
of poly (butylmethacrylate) in Three-Component Cationic Microemulsion"
J. Appl. Polym. Sci 62, 1313.