Efectos de fuerzas moleculares sobre gotas estáticas y flujos termocapilares

• Autores: Mac Intyre, Jonatan Raúl
• Año de publicación: 2017
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Gomba, Juan Manuel; Perazzo, Carlos Alberto
• Materia: Fisica; Fuerzas moleculares; Interacción molecular; Gotas estáticas; Flujos termocapilares; Tesis de doctorado
• Institución: Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires

Efectos de Fuerzas Moleculares sobre Gotas Estáticas y Flujos Termocapilares presenta un estudio de películas liquidas delgadas depositadas sobre un sustrato solido. En particular, el presente trabajo tiene como objetivo principal describir y analizar el efecto de la interacción molecular existente entre las moléculas del sólido y el líquido, la cual tiene una importante relevancia cuando los espesores de las películas de fluidos son suficientemente delgadas, de escala microscópica. El resultado de la interacción de van der Waals entre las moléculas de las distintas fases se representa mediante los denominados disjoining pressure, cuya dependencia con el espesor del film involucra la competición de dos fuerzas antagónicas. En este sentido, la presente Tesis Doctoral pretende contribuir en particular a situaciones estáticas y dinámicas que involucren gotas, analizando dos tipos de interacciones moleculares utilizadas para modelar líquidos polares y no polares. En situaciones estáticas, se describe el perfil de alturas de la gota y se analizan sus parámetros característicos, tales como el ángulo de contacto, la altura máxima y el área transversal. Para el tipo de interacción molecular analizada, las gotas pueden desarrollar un film de unos pocos nanómetros de espesor que premoja al sustrato. Se presentan soluciones analíticas que describen la morfología de la gota desde la zona nanoscopica hasta la macroscópica. Se plantean diferentes escenarios como, por ejemplo, el de una gota sobre un sustrato idealmente infinito y que esta premojado por una película de espesor molecular, o el de gotas confinadas. Se realiza un completo análisis de la ecuación diferencial que gobierna la forma de las películas liquidas, y se encuentra que el fluido solo se puede distribuir siguiendo cinco únicos patrones posibles. En situaciones dinámicas, se estudia el efecto molecular sobre el flujo de gotas movilizadas por un esfuerzo de corte de origen térmico. Este esfuerzo conocido como efecto Marangoni, se basa en la dependencia que presenta la tensión superficial con la temperatura. Se analizan dos situaciones particulares: (a) el caso de gotas bidimensional motorizadas por gradientes térmicos constantes, y (b) el caso tridimensional, donde las gotas migran producto de gradientes térmicos no constantes.
Fil: Mac Intyre, Jonatan Raúl. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.
Fil: Gomba, Juan Manuel. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.
Fil: Perazzo, Carlos Alberto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas; Argentina.