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Silvana TapiaFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetmoléculas dipolares aguapuentes hidrógeno entre moléculasdensidad agua mayor densidad hieloestructura cristalina separación moléculasenlaces hidrógeno moléculas aguananocanales altura nanómetromodelo tres fluidos aguaconstante dieléctrica aguamodelo tres fluidos nanocanalesconstante dieléctrica capa superioragua normal entre capasFrancis VillatoroHBNKM3Antártida
Agua normal entre capas
Con
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Francis Villatoro explica que para modelar el comportamiento del agua dentro de nanocanales, se utiliza un modelo de tres fluidos: agua normal, una capa superior con diferente constante dieléctrica y otra inferior también con propiedades distintas.
…ajustaba bastante bien a los modelos teóricos. Los modelos teóricos son relativamente sencillos; nos dicen que el agua, bueno recordemos que el agua es una de las sustancias más maravillosas y más incomprendidas y más relevantes para la vida en el universo. El agua tiene una estructura muy compleja porque las moléculas de agua son dipolares y aparecen enlaces, puentes de hidrógeno entre ellas; por eso la densidad del agua es mayor que la densidad del hielo, aunque el hielo sea el cristal, porque cuando se ponen en su estructura cristalina las moléculas de agua se separan más de lo que le unen entre sí los enlaces de hidrógeno. Entonces, lo que se observa cuando tú pones un canal muy pequeño es que llega un momento en que muy pocos enlaces de hidrógeno se pueden formar porque no hay tamaño. Cuando tú estás trabajando con un canal que tiene una altura de un nanómetro, pues te caben dos moléculas de agua y casi no te caben una encima de otra. O sea, es muy difícil montar muchos enlaces de hidrógeno en vertical. Entonces, cuando tú buscas el modelo del agua moviéndose por un nanocanal, básicamente es un modelo de tres fluidos. Yo tengo agua normal, agua cuyo constante dieléctrica es La del agua en un vaso de agua, en un volumen arbitrario, y después dos pequeñas capitas, una capita muy delgadita, en la que el índice, la constante dieléctrica es diferente, arriba y abajo. Es decir, tengo tres fluidos. Tengo un fluido de capa límite muy cercano a la superficie de arriba, otra abajo y el agua normal en medio. Y cuando tú vas reduciendo la altura y llegas hasta aproximadamente un nanómetro, hay un pequeño incremento del orden de magnitud; es grande, ¿no? 10, 20 veces en la constante eléctrica, pero lo puedes entender utilizando este modelo de tres fluidos. Y con un…
Significado #1 · Palabras #2
Francis Villatoro describe una técnica para explorar las propiedades dieléctricas del agua en canales nanométricos, utilizando un microscopio de fuerza atómica y fotolitografía.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8nituro bolo hexagonal capa superiormicroscopio fuerza atómica capacitanciapropiedades dieléctricas agua canales nanométricosrastering pantallita televisión flujo…hexágonos, y la constante de reque es un poquito mayor, pero más o menos casan bien, el nitruro de bolo hexagonal, el HBN, casa bien con el grafeno. Aquí han puesto el grafito, encima ponen una capa de bastante grosor, o sea, son una multicapa de nituro de Bolo hexagonal. Después, con técnicas de fotolitografía, ponen los canales con silicio y después lo tapan de nuevo con nituro de bolo hexagonal. Entonces, con la punta del microscopio de fuerza atómica van por encima de la capa superior del nituro de bolo hexagonal y lo sorprendente es que las propiedades dieléctricas del agua o de lo que haya más allá de esa capa se pueden explorar midiendo la capacitancia en la punta del microscopio de fuerza atómica. Entonces, viendo las variaciones de la capacitancia a lo largo del canal, yo muevo el microscopio de fuerza atómica y hago que haga un zigzag como una pantallita de televisión, un rastering; voy escaneando línea a línea transversalmente el flujo y se va moviendo el agua y voy viendo una imagen a partir de la cual yo puedo deducir la constante dieléctrica. Entonces, lo que hicieron en 2018, lo publicaron en Science, y fue una gran noticia: era la constante dieléctrica transversal, transversal al canal, ¿vale? Bajando de unos 60 nanómetros hasta aproximadamente un nanómetro, midieron la constante dieléctrica…
Francis Villatoro explica que para modelar el comportamiento del agua dentro de nanocanales, se utiliza un modelo de tres fluidos: agua normal, una capa superior con diferente constante dieléctrica y otra inferior también con propiedades distintas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #2moléculas dipolares aguapuentes hidrógeno entre moléculasdensidad agua mayor densidad hieloestructura cristalina separación moléculasenlaces hidrógeno moléculas aguananocanales altura nanómetromodelo tres fluidos aguaconstante dieléctrica aguamodelo tres fluidos nanocanalesconstante dieléctrica capa superioragua normal entre capas…ajustaba bastante bien a los modelos teóricos. Los modelos teóricos son relativamente sencillos; nos dicen que el agua, bueno recordemos que el agua es una de las sustancias más maravillosas y más incomprendidas y más relevantes para la vida en el universo. El agua tiene una estructura muy compleja porque las moléculas de agua son dipolares y aparecen enlaces, puentes de hidrógeno entre ellas; por eso la densidad del agua es mayor que la densidad del hielo, aunque el hielo sea el cristal, porque cuando se ponen en su estructura cristalina las moléculas de agua se separan más de lo que le unen entre sí los enlaces de hidrógeno. Entonces, lo que se observa cuando tú pones un canal muy pequeño es que llega un momento en que muy pocos enlaces de hidrógeno se pueden formar porque no hay tamaño. Cuando tú estás trabajando con un canal que tiene una altura de un nanómetro, pues te caben dos moléculas de agua y casi no te caben una encima de otra. O sea, es muy difícil montar muchos enlaces de hidrógeno en vertical. Entonces, cuando tú buscas el modelo del agua moviéndose por un nanocanal, básicamente es un modelo de tres fluidos. Yo tengo agua normal, agua cuyo constante dieléctrica es La del agua en un vaso de agua, en un volumen arbitrario, y después dos pequeñas capitas, una capita muy delgadita, en la que el índice, la constante dieléctrica es diferente, arriba y abajo. Es decir, tengo tres fluidos. Tengo un fluido de capa límite muy cercano a la superficie de arriba, otra abajo y el agua normal en medio. Y cuando tú vas reduciendo la altura y llegas hasta aproximadamente un nanómetro, hay un pequeño incremento del orden de magnitud; es grande, ¿no? 10, 20 veces en la constante eléctrica, pero lo puedes entender utilizando este modelo de tres fluidos. Y con un…
Francis Villatoro explica las limitaciones de los modelos teóricos sobre el comportamiento del agua en nanocanales, señalando que a una altura de un nanómetro ya no se observa agua en estado normal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #1agua nanocanales altura nanometromodelo tres fluidos francis villatorocapa limite agua normal…fabricar dispositivos; resulta que hay un tremendo salto en la constante de eléctrica longitudinal y sube en un factor de 100, de 200, de 300, incluso en algunos de los dispositivos hasta mil veces mayor. Y eso ya no tiene explicación fácil en los modelos. En los modelos teóricos tú puedes decir, claro, el modelo de tres fluidos; lo que pasa es que a solo un nanómetro tú ya no tienes el agua en estado normal, sino que solo tienes la capa límite de arriba, el agua de arriba y la capa límite de abajo. Pero por alguna razón, tener solo dos capitas no explica, explicaría un incremento, lo que se observó a nivel transversal, de un orden de magnitud Pero un incremento en la constante eléctrica de tres órdenes de magnitud requiere que ahí esté pasando algo…
Héctor Socas explica que es posible obtener agua ultra pura reduciendo las impurezas a niveles tan bajos que son prácticamente cero para la mayoría de las aplicaciones.
Habla: Héctor SocasSignificado #16agua ultra pura detectores neutrinoskm3 antártida agua ultra puradetectores neutrinos miles de toneladas…que no hay nada infinito, tampoco nada de cero. Cuando estamos hablando, dije al principio, una cucharada de agua, fíjate tú la cantidad de moléculas que hay, que no puedas meter ahí ni una molécula, ninguna otra cosa; eso es prácticamente imposible de hacer. Pero puedes conseguir que las impuestas sean tan bajas, no sé cuál es el nivel de agua ultra pura, que significa exactamente, pero sí que se puede producir agua ultra pura sin llegar a ser cero, pero reduciéndolo tanto, que es como si lo fuera en la práctica para casi todas las aplicaciones Los detectores de neutrinos, por ejemplo, utilizan agua ultra pura, se llenan no sé cuántos miles de toneladas de una mina toda, bueno, no voy a entrar en, bueno, lo de el KM3 en la Antártida, creo que también está hecho, no está hecho también con agua ultra pura, por lo menos donde se ponen los detectores El KM3 es el del Mediterráneo, no es el de Ice Cube, no; en principio no, en principio usa el mismo hielo, no puro. Es que es irrelevante, es el blanco, necesitas tener un material en el que choque el neutrino con el núcleo. Pero los de neutrinos, como el…