Cambios estructurales del agua en un hidrogel durante la deshidratación

Se midieron los espectros Raman del hidrogel de poli-N,N,-dimetilacrilamida para investigar el mecanismo de los cambios estructurales en el agua y la red polimérica durante la deshidratación. Los resultados muestran que las energías vibracionales de los modos de estiramiento C=O y O-H aumentan con la extensión de la deshidratación, mientras que la del modo de balanceo CH(3) disminuye. Los desplazamientos de energía observados en los modos de estiramiento C=O y balanceo CH(3) indican que la red polimérica se contrae con la deshidratación y experimenta una transición vítrea en algún momento. Los desplazamientos de energía de los modos de estiramiento O-H se atribuyen a cambios en la estructura del agua junto con el cambio estructural de la red polimérica. Al aplicar un modelo estructural de agua a granel a los espectros de la región de estiramiento O-H, se analizaron las estructuras locales de agua en el gel y el polímero vítreo seco. El resultado muestra que una estructura de agua tetragonal que consiste en cuatro enlaces de hidrógeno aumenta en el agua residual del polímero vítreo seco, sugiriendo que el agua residual forma una red bidimensional de enlaces de hidrógeno. La estructura local del agua en un polímero podría tener importantes implicaciones para la interpretación de las propiedades del agua localizada, por ejemplo, el agua en una fisura mineral.