Funcional de la Densidad Dinámico y su aplicación a micro-estructuras líquidas

• Autores: Flor Penna Tosso
• Directores de la Tesis: Pedro Tarazona Lafarga (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2005
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Guillermo Navascués (presid.), José Antonio Cuesta Ruiz (secret.), Margarida Telo de Gama (voc.), Enrique Chacón Fuertes (voc.), Aurora Hernández Machado (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física de fluidos
      • Coloides
      • Mecánica de fluidos
      • Líquidos
    • Física del estado sólido
      • Estados no cristalinos
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• Resumen

  • En los últimos años ha habido un creciente desarrollo tanto experimental como teórico de lo que han sido llamados "lab on a chip"; dispositivos para el control de líquidos en el rango de los pico-litros que pretenden reproducir a nivel molecular los procesos que ocurren el laboratorios de física, química o biología. El diseño eficaz de dichos dispositivos requiere de una teoría para la dinámica a nivel molecular. El Funcional de la Densidad Dinámico (DDF) es un técnica que permite el estudio a nivel molecular de la dinámica de sistemas relajativos (aquellos en los que los modos hidrodinámicos no son relevantes), mediante la única hipótesis de que podemos aproximar las correlaciones dinámicas por las que existirían en un sistema equivalente (con igual perfil de densidad) en equilibrio.

    El trabajo realizado en la Tesis doctoral puede dividirse en dos bloques:

    a) diseño de dispositivos basados en micro-fluidos mediante la aplicación de teoría DDF:

    1) micro-bomba de partículas en canales estrechos (sistema en 1D).

    2) sistema de polímeros sometidos a potenciales externos dependientes del tiempo (sistema en 2D y 3D).

    b) Mejora de la teoría DDF para el caso más sencillo de sistema 1D de partículas duras.

    Para los sistemas seleccionados ( partículas duras en 1D y blandas en 2D y 3D) de la comparación de los resultados obtenidos para el estado estacionario mediante simulación y la teoría DDF podemos decir que la teoría DDF es una herramienta muy útil para el diseño de dispositivos basados en micro-fluidos.

    Sin embargo existen caso en los que la teoría DDF falla, prediciendo una evolución temporal muy diferente de la que se obtiene en simulación. Para esos casos hemos diseñado (limitándonos a sistemas en 1D de partículas duras) y probado una nueva teoría capaz de reproducir el decaimiento temporal obtenido en simulación a través de una correlación que hemos llamado característica, qu