Micellar aggregates can be arranged in new types of conformational assemblies when they are isotropically compressed. Thus, the pressure effects in the underlying fundamental interactions leading to self-assembly of micellar aggregates can be represented by changes in the phase boundaries with increasing pressure. In this paper, we have employed molecular dynamics simulations to study the self-assembly of micelles composed of the non-ionic surfactant Triton X-100 at the atomic scale, monitoring the changes in the solvation dynamics when the micelles are subjected to a wide range of hydrostatic pressures. The computational molecular model was capable of self-assembling and forming a non-ionic micelle, which subsequently was coupled to a high-pressure barostat producing a geometric transition of the micelle due to changes in the solvation dynamics. Accordingly, under a high pressure regime, the hydrogen bonds are redistributed, the water density is modified, and water acts as an unstructured liquid, capable of penetrating into the micelle.

1.
K.
Hara
,
N.
Baden
, and
O.
Kajimoto
,
J. Phys.: Condens. Matter
16
,
S1207
(
2004
).
2.
S.
Paula
,
W.
Sues
,
J.
Tuchtenhagen
, and
A.
Blume
,
J. Phys. Chem.
99
,
11742
(
1995
).
3.
R. J.
Robson
and
E. A.
Dennis
,
J. Phys. Chem.
81
,
1075
(
1977
).
4.
V.
Patel
,
D.
Ray
,
V. K.
Aswal
, and
P.
Bahadur
,
Colloids Surf., A
450
,
106
(
2014
).
5.
J.
Molina-Bolivar
,
J.
Aguiar
, and
C. C.
Ruiz
,
J. Phys. Chem. B
106
,
870
(
2002
).
6.
N.
Baden
,
O.
Kajimoto
, and
K.
Hara
,
J. Phys. Chem. B
106
,
8621
(
2002
).
7.
Y. R.
Espinosa
and
J. R.
Grigera
,
RSC Adv.
5
,
70005
(
2015
).
8.
E. H.
Baltasar
,
M.
Taravillo
,
P. D.
Sanz
,
V. G.
Baonza
, and
B.
Guignon
,
Langmuir
30
,
7343
(
2014
).
9.
J.-B.
Rouget
,
T.
Aksel
,
J.
Roche
,
J.-L.
Saldana
,
A. E.
Garcia
,
D.
Barrick
, and
C. A.
Royer
,
J. Am. Chem. Soc.
133
,
6020
(
2011
).
10.
C. A.
Royer
,
Biochim. Biophys. Acta
1595
,
201
(
2002
).
11.
12.
J.
Roche
,
J. A.
Caro
,
D. R.
Norberto
,
P.
Barthe
,
C.
Roumestand
,
J. L.
Schlessman
,
A. E.
Garcia
, and
C. A.
Royer
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
,
6945
(
2012
).
13.
B.
Pereira
,
S.
Jain
,
S.
Sarupria
,
L.
Yang
, and
S.
Garde
,
Mol. Phys.
105
,
189
(
2007
).
14.
J. R.
Grigera
and
A. N.
McCarthy
,
Biophys. J.
98
,
1626
(
2010
).
15.
D.
Bossev
,
S.
Kline
,
J.
Israelachvili
, and
M.
Paulaitis
,
Langmuir
17
,
7728
(
2001
).
16.
S.
Hamann
,
J. Phys. Chem.
66
,
1359
(
1962
).
17.
S.
Kaneshina
,
M.
Tanaka
,
T.
Tomida
, and
R.
Matuura
,
J. Colloid Interface Sci.
48
,
450
(
1974
).
18.
N.
Nishikido
,
M.
Shinozaki
,
G.
Sugihara
,
M.
Tanaka
, and
S.
Kaneshina
,
J. Colloid Interface Sci.
74
,
474
(
1980
).
19.
M.
Tanaka
,
S.
Kaneshina
,
T.
Tomida
,
K.
Noda
, and
K.
Aoki
,
J. Colloid Interface Sci.
44
,
525
(
1973
).
20.
H. W.
Offen
,
Rev. Phys. Chem. Jpn.
50
,
97
(
1980
), available at http://hdl.handle.net/2433/47106.
21.
K.
Hara
,
H.
Kuwabara
,
O.
Kajimoto
, and
K.
Bhattacharyya
,
J. Photochem. Photobiol., A
124
,
159
(
1999
).
22.
A.
De Nicola
,
T.
Kawakatsu
,
C.
Rosano
,
M.
Celino
,
M.
Rocco
, and
G.
Milano
,
J. Chem. Theory Comput.
11
,
4959
(
2015
).
23.
D.
Yordanova
,
I.
Smirnova
, and
S.
Jakobtorweihen
,
J. Chem. Theory Comput.
11
,
2329
(
2015
).
24.
H. S.
Muddana
,
H. H.
Chiang
, and
P. J.
Butler
,
Biophys. J.
102
,
489
(
2012
).
25.
A.
Pizzirusso
,
A.
De Nicola
, and
G.
Milano
,
J. Phys. Chem. B
120
,
3821
(
2016
).
26.
P. S.
Denkova
,
L. V.
Lokeren
,
I.
Verbruggen
, and
R.
Willem
,
J. Phys. Chem. B
112
,
10935
(
2008
).
27.
P. F.
Fuchs
,
H. S.
Hansen
,
P. H.
Hünenberger
, and
B. A.
Horta
,
J. Chem. Theory Comput.
8
,
3943
(
2012
).
28.
M. P.
Andersson
and
P.
Uvdal
,
J. Phys. Chem. A
109
,
2937
(
2005
).
29.
M. J.
Frisch
,
G. W.
Trucks
,
H. B.
Schlegel
,
G. E.
Scuseria
,
M. A.
Robb
,
J. R.
Cheeseman
,
J. A.
Montgomery
, Jr.
,
T.
Vreven
,
K. N.
Kudin
,
J. C.
Burant
,
J. M.
Millam
,
S. S.
Iyengar
,
J.
Tomasi
,
V.
Barone
,
B.
Mennucci
,
M.
Cossi
,
G.
Scalmani
,
N.
Rega
,
G. A.
Petersson
,
H.
Nakatsuji
,
M.
Hada
,
M.
Ehara
,
K.
Toyota
,
R.
Fukuda
,
J.
Hasegawa
,
M.
Ishida
,
T.
Nakajima
,
Y.
Honda
,
O.
Kitao
,
H.
Nakai
,
M.
Klene
,
X.
Li
,
J. E.
Knox
,
H. P.
Hratchian
,
J. B.
Cross
,
V.
Bakken
,
C.
Adamo
,
J.
Jaramillo
,
R.
Gomperts
,
R. E.
Stratmann
,
O.
Yazyev
,
A. J.
Austin
,
R.
Cammi
,
C.
Pomelli
,
J. W.
Ochterski
,
P. Y.
Ayala
,
K.
Morokuma
,
G. A.
Voth
,
P.
Salvador
,
J. J.
Dannenberg
,
V. G.
Zakrzewski
,
S.
Dapprich
,
A. D.
Daniels
,
M. C.
Strain
,
O.
Farkas
,
D. K.
Malick
,
A. D.
Rabuck
,
K.
Raghavachari
,
J. B.
Foresman
,
J. V.
Ortiz
,
Q.
Cui
,
A. G.
Baboul
,
S.
Clifford
,
J.
Cioslowski
,
B. B.
Stefanov
,
G.
Liu
,
A.
Liashenko
,
P.
Piskorz
,
I.
Komaromi
,
R. L.
Martin
,
D. J.
Fox
,
T.
Keith
,
M. A.
Al-Laham
,
C. Y.
Peng
,
A.
Nanayakkara
,
M.
Challacombe
,
P. M. W.
Gill
,
B.
Johnson
,
W.
Chen
,
M. W.
Wong
,
C.
Gonzalez
, and
J. A.
Pople
, gaussian 03, Revision C.02,
Gaussian, Inc.
,
Wallingford, CT
,
2004
.
30.
D.
Van Der Spoel
,
E.
Lindahl
,
B.
Hess
,
G.
Groenhof
,
A. E.
Mark
, and
H. J.
Berendsen
,
J. Comput. Chem.
26
,
1701
(
2005
).
31.
B.
Hess
,
C.
Kutzner
,
D.
Van Der Spoel
, and
E.
Lindahl
,
J. Chem. Theory Comput.
4
,
435
(
2008
).
32.
H.
Berendsen
,
J.
Grigera
, and
T.
Straatsma
,
J. Phys. Chem.
91
,
6269
(
1987
).
33.
G.
Bussi
,
D.
Donadio
, and
M.
Parrinello
,
J. Chem. Phys.
126
,
014101
(
2007
).
34.
H. J.
Berendsen
,
J. P. M.
Postma
,
W. F.
van Gunsteren
,
A.
DiNola
, and
J.
Haak
,
J. Chem. Phys.
81
,
3684
(
1984
).
35.
B.
Hess
,
H.
Bekker
,
H. J.
Berendsen
, and
J. G.
Fraaije
,
J. Comput. Chem.
18
,
1463
(
1997
).
36.
M. J.
Abraham
and
J. E.
Gready
,
J. Comput. Chem.
32
,
2031
(
2011
).
37.
D.
Trzesniak
,
R. D.
Lins
, and
W. F.
van Gunsteren
,
Proteins: Struct., Funct., Bioinf.
65
,
136
(
2006
).
38.
Y. R.
Espinosa
,
J. R.
Grigera
, and
E. R.
Caffarena
,
Proteins: Struct., Funct., Bioinf.
85
,
125
(
2017
).
39.
D.
Yu
,
F.
Huang
, and
H.
Xu
,
Anal. Methods
4
,
47
(
2012
).
41.
X.
Daura
,
K.
Gademann
,
B.
Jaun
,
D.
Seebach
,
W. F.
van Gunsteren
, and
A. E.
Mark
,
Angew. Chem., Int. Ed.
38
,
236
(
1999
).
42.
A. D.
MacKerell
, Jr.
,
J. Phys. Chem.
99
,
1846
(
1995
).
43.
C. D.
Bruce
,
M. L.
Berkowitz
,
L.
Perera
, and
M. D.
Forbes
,
J. Phys. Chem. B
106
,
3788
(
2002
).
44.
K.
Hara
,
H.
Kuwabara
, and
O.
Kajimoto
,
J. Phys. Chem. A
105
,
7174
(
2001
).
45.
M.
Lesemann
,
H.
Nathan
,
T.
DiNoia
,
C.
Kirby
,
M.
McHugh
,
J.
Van Zanten
, and
M.
Paulaitis
,
Ind. Eng. Chem. Res.
42
,
6425
(
2003
).
46.
E. R.
Caffarena
and
J. R.
Grigera
,
Phys. A
342
,
34
(
2004
).
47.
O.
Chara
,
A. N.
McCarthy
, and
J. R.
Grigera
,
Phys. Lett. A
375
,
572
(
2011
).
48.
S.
Fanetti
,
A.
Lapini
,
M.
Pagliai
,
M.
Citroni
,
M.
Di Donato
,
S.
Scandolo
,
R.
Righini
, and
R.
Bini
,
J. Phys. Chem. Lett.
5
,
235
(
2013
).
50.
S.
Abel
,
F.-Y.
Dupradeau
, and
M.
Marchi
,
J. Chem. Theory Comput.
8
,
4610
(
2012
).
51.
J. R.
Errington
and
P. G.
Debenedetti
,
Nature
409
,
318
(
2001
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.