O objetivo dessa linha de pesquisa é de explicar teoricamente alguns aspectos do comportamento termodinâmico de macromoléculas que foram observados experimentalmente. Consideramos tanto sistemas constituídos por moléculas apolares em solventes orgânicos como moléculas polares em solventes aquosos. As propriedades dessas duas classes de sistemas são muito diferentes: o primeiro é governado por fatores entrópicos e interações de curto alcance, enquanto que no segundo, interações de longo alcance também devem ser consideradas. Usamos técnicas da Termodinâmica e da Mecânica Estatística: equações de estado, aproximações de campo médio e descrições na forma teoria de escala. Atualmente temos desenvolvido paralelamente o estudo de ambas as classes de sistemas: um que trata das moléculas apolares, solubilização de homopolímeros e micelização de bloco polímeros; o outro que trata das soluções polares, reologia de polieletrólitos.
Solubilização de homopolímeros: esse estudo foi motivado por observações da solubilização do homopolímero poliisobutileno em quetonas na presença de micelas do blocopolímero poliestireno-b-poli(etileno/propileno). Espera-se que o poliisobutileno seja insolúvel nas quetonas; entretanto ele deixa de se sedimentar na presença de blocopolímeros específicos, pois vem se alojar no núcleo das micelas formadas por eles; isso ocorre somente dentro de certos regimes de concentração e de comprimento do homopolímero. Uma diferença entre potenciais químicos entre interior e exterior das micelas é capaz de explicar essa migração; esse problema vem sendo estudado através de técnicas de teoria de escala.
Micelização de blocopolímeros: aqui estudamos as condições necessárias para a formação de micelas do blocopolímero (poliestireno-b-polietileno/propeno) em solução de tolueno, na presença do homopolímero poliestireno. Em geral o solvente é bom para ambos os blocos do copolímero, sendo que os blocos são altamente incompatíveis entre si; normalmente esperaríamos uma separação de fase mesosocópica. Entretanto a adição do homopolímero pode induzir a formação de micelas. Novamente procuramos descrever esse sistema a partir de técnicas de escala, obtendo expressões que podem ser resolvidas analiticamente em certos limites assintóticos, mas que em geral devem ser resolvidas numericamente.
Reologia de polieletrólitos: nesse trabalho estudamos o comportamento anômalo da viscosidade de um polímero que constitui o protótipo de uma classe de moléculas que estão presentes em tintas e vernizes. Essa molécula "teste" é constituída por uma série alternada de ácido maleico e estireno, de comprimentos comparáveis; podendo ser parcialmente hidrolisada; quando carregada, comporta-se como um polieletrólito (uma macromolécula polar). Experiências recentes em soluções diluídas dessas moléculas em meios aquosos, mostraram que para qualquer grau de hidrólise (caráter polar), a viscosidade das soluções pode ser descrita por uma lei semelhante à que descreve a viscosidade de um sistema coloidal neutro em solução diluída. Para explicar esse comportamento, levamos em conta efeitos eletrostáticos: a alteração do fluxo devido ao rearranjo da carga iônica (efeito viscoelástico). Sugerimos um modelo que foi tratado analiticamente; obtivemos expressões que foram estudadas numericamente. Nossas previsões têm sido capazes de descrever muito satisfatoriamente os resultados experimentais.