Adsorción de fluidos sobre sustratos sólidos, estudiada en el marco de funcionales de la densidad

• Autores: Sartarelli, Salvador Andrés
• Año de publicación: 2012
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Szybisz, Leszek
• Materia: ADSORCION DE FLUIDOS; CRECIMIENTO DE PELICULAS; INTERFASES Y FENOMENOS DE MOJADO; RUPTURA ESPONTANEA DE SIMETRIA; ADSORPTION OF FLUIDS; GROWTH OF FILMS; INTERFACES AND WETTING PHENOMENA; SPONTANEOUS SYMMETRY BREAKING
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La adsorción de gases nobles clásicos (Ne, Ar, y Xe) sobre sustratos sólidos de metales alcalinos (Cs, Rb, K, Na, y Li) y algunos otros compuestos es investigada en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad. Estudiamos tanto la adsorción sobre una sola pared plana como el llenado de ranuras planas simétricas. En primer lugar, proponemos una forma para la interacción de pares del fluido que pueda utilizarse en todo el rango de temperaturas, T, entre el punto triple y el crítico (Tt ≤ T ≤ Tc). Verificamos que la predicción para la tensión superficial de la interfase líquido-vapor del Ne, del Ar, y del Xe es correcta. Calculamos isotermas de adsorción y perfiles de la densidad. Analizamos líneas de pre-mojado y determinamos temperaturas de mojado, Tw, y críticas de pre-mojado, Tcpw. En el llenado de ranuras simétricas encontramos que bajo ciertas condiciones los estados fundamentales tienen perfiles de densidad que violan la simetría del potencial ejercido por las paredes. Hay una correlación entre la aparición de estos perfiles asimétricos y la existencia de líneas de pre-mojado. Resolvimos los sistemas aplicando las estadísticas correspondientes a los Ensambles Canónico (sistema cerrado) y Gran Canónico (sistema abierto). Mostramos que para sistemas abiertos también se obtiene soluciones asimétricas. Todos los temas están discutidos en detalle.
The adsorption of noble classical gases (Ne, Ar, y Xe) on solid substrates of alkali metals and other composites are analyzed in the frame of the Density Functional Theory. We investigated both the adsorption on a single wall and the filling of symmetric pore slits. In a first step, we propose an analytical form for pair interaction between fluid atoms can be used over the entire range of temperatures, T, between triple point and the critical one (Tt≤T≤Tc). We verified that predictions for the surface tension of the liquid-vapor interface of Ne, Ar, and Xe are correct. We calculated adsorption isotherms and density profiles. We analyzed the prewetting lines and determined wetting temperatures, Tw, and critical prewetting ones, Tcpw. We found that under certain conditions there are ground states with density profiles that break the symmetry of the potential exerted by the walls. There is a correlation between the ocurrence of asymmetric profiles and the existence of prewetting lines. For solving the equations we applied both the Canonical (closed system) and Grand Canonical (open system) Ensembles. We show that for open system one also gets asymmetric solutions.
Fil: Sartarelli, Salvador Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.