Modelizando interacciones complejas en fluidos mediante potenciales simples: Búsqueda de transiciones líquido-líquido mediante interacciones de doble pozo

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo se han estudiado diagramas de fase para sistemas de tipo coloidal utilizando potenciales de doble pozo cuadrado que dan lugar a interacciones competitivas. Para este fin, ha sido necesario realizar simulaciones por ordenador, mediante Towhee, para hallar curvas de coexistencia entre fase líquida y gas. Se han hallado también los puntos críticos para cada caso simulado y se ha estudiado su comportamiento al variar el alcance y profundidad del segundo pozo. Se han calculado las curvas de coexistencia por medio de una teoría perturbativa. Dicha teoría precisa de cálculo simbólico y resolución numérica, para lo cuál se ha utilizado el programa Matlab. De forma adicional, se ha buscado la posibilidad de predecir transiciones líquido-líquido con esta teoría para dos tipos de potencial, uno de doble pozo, donde no se encontraron, y uno de tipo hombro-pozo donde sí que se han encontrado este tipo de transiciones. Con lo que se ha determinado bajo qué circunstancias se puede encontrar un segundo equilibrio fluido-fluido.

ABSTRACT: In the present project, it has been studied the phase diagrams of colloidal systems that present double square well potentials which give rise to competitive interactions. So as to achieve this objective, computer simulations were required, using Towhee, to obtain liquid-vapor coexistence curves. It has also been calculated and studied the behaviour of the critical points for each case when range and depth of the second well were modified. Another objective was to obtain the coexistence curves with a perturbative theory. As this theory needed simbolyc calculus and numerical resolutions Matlab was the software chosen. In addition, it has been studied in two cases the possibility of finding liquid-liquid transitions using this perturbative theory. The first case was a double well potential, in which they could not be found, and the other one a square-shoulder square-well in which these transitions were found.