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Silvana TapiaFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetmodelo tres fluidos nanocanalesconstante dieléctrica capa superioragua normal entre capasmodelo tres fluidos nanocanalconstante dieléctrica altura nanómetrocapacitancia punta circuito eléctricoobservaciones capacitancia año 2018Francis VillatoroArmstrongHéctor SocasHBN
Capacitancia punta circuito eléctrico
Con
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Francis Villatoro explica cómo un modelo de tres fluidos puede explicar el incremento en la constante dieléctrica cuando se reduce la altura del nanocanal a aproximadamente un nanómetro.
…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 pequeño modelo, además un modelo de circuito eléctrico equivalente, fácilmente te explica lo que ves en la capacitancia de la punta. Y eso es lo que observaron en 2018; y bueno, fue una cosa que fue noticia en muchos medios, etc. Pero quedaba la duda de si ese comportamiento ocurre también con la constante de eléctrica longitudinal, no la transversal, no la perpendicular al canal; el canal es muy pequeñito, sino la que ocurre en la dirección longitudinal. Lo que ocurre en la dirección longitudinal te requiere no solo mirar en una dirección y pasa el agua por debajo, sino mover también el microscopio de fuerza atómica y hacer como en los antiguos televisores, que la línea del fósforo se iba moviendo y recorría…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo desarrollaron una técnica basada en un microscopio de fuerza atómica para estudiar la constante dieléctrica del agua en canales nanométricos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #5microscopio fuerza atómica constante dieléctricacapacitancia imágenes microscopio fuerza atómicaagua canales nanométricos técnica desarrollada…nanómetros Entonces estudiaron cómo el agua pasa a través de esos canales y lo que les interesaba eran las propiedades eléctricas Claro, es que es el experto en temas de propiedades eléctricas, en el caso de los alevines de ranas era diamagnetismo Entonces, Desarrollamos una técnica basada en un microscopio de fuerza atómica para poder estudiar la constante dieléctrica del agua en esos canales. Acordémonos que básicamente la constante dieléctrica está relacionada con la capacidad, con la capacitancia. Entonces yo puedo, a partir de imágenes de la capacitancia, y la capacitancia la puedo obtener poniendo la punta del microscopio de fuerza atómica encima del canal por el que pasa agua. Entonces, claro, tú dices, parece una trivialidad hacer un canal de tan poca altura, pero es complicado, técnicamente es complicado, requiere un enorme manejo de materiales tipo grafeno En este caso utilizan una base de grafito, encima ponen un material similar al grafeno que también…
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 VillatoroSignificado #7 · Palabras #9nituro 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 cómo un modelo de tres fluidos puede explicar el incremento en la constante dieléctrica cuando se reduce la altura del nanocanal a aproximadamente un nanómetro.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1modelo tres fluidos nanocanalesconstante dieléctrica capa superioragua normal entre capasmodelo tres fluidos nanocanalconstante dieléctrica altura nanómetrocapacitancia punta circuito eléctricoobservaciones capacitancia año 2018…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 pequeño modelo, además un modelo de circuito eléctrico equivalente, fácilmente te explica lo que ves en la capacitancia de la punta. Y eso es lo que observaron en 2018; y bueno, fue una cosa que fue noticia en muchos medios, etc. Pero quedaba la duda de si ese comportamiento ocurre también con la constante de eléctrica longitudinal, no la transversal, no la perpendicular al canal; el canal es muy pequeñito, sino la que ocurre en la dirección longitudinal. Lo que ocurre en la dirección longitudinal te requiere no solo mirar en una dirección y pasa el agua por debajo, sino mover también el microscopio de fuerza atómica y hacer como en los antiguos televisores, que la línea del fósforo se iba moviendo y recorría…
Francis Villatoro explica que el modelo de tres fluidos no logra explicar un aumento significativo en la constante dieléctrica, a pesar de observar cambios en la dirección transversal.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14constante dieléctrica modelo fluidoscambios dirección transversal villatoroincremento constante eléctrica órdenes magnitud…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 diferente en la dirección longitudinal de lo que pasa en la dirección vertical Y la respuesta es que no lo sabemos. No sabemos lo que pasa, ¿vale? O sea, no tenemos buenos modelos teóricos que expliquen eso; o sea, hay mucho modelo teórico sobre cómo debe comportarse el agua, con simulaciones por ordenador de diferentes tipos. Hay…
Francis Villatoro y Héctor Socas discuten sobre las mediciones de frecuencia en experimentos con nanocanales de agua, donde el ancho del canal es comparable al tamaño de una molécula de agua.
Habla: Francis VillatoroSignificado #6frecuencias instrumentos inyectar polarizacióncapacitancia efectiva sistema aguaancho canal moléculas agua armstrong…infinidad de experimentos. Me está dando sed; mueves el agua a través del canal y eliminas la burbuja. Entonces tú primero chequeas de que no esté la burbuja, y una vez que ves que el canal tiene agua, que está limpia de burbuja, ahora es cuando haces todo. El recorrido de frecuencias con diferentes instrumentos de inyectar frecuencias para ir viendo cómo varía esa polarización de las moléculas de agua y que eso modifica la capacitancia efectiva del sistema. Quiero recordar, Francis, corrígeme si me equivoco, igual lo mencionaste, no estoy seguro, que el ancho del canal es como tres moléculas de agua. El más pequeño, el más pequeño, la molécula de agua en principio se ha llegado hasta 3 Armstrong. Pero ya digo aquí hay un problema de, o sea, medir en detalle el tamaño del canal es muy difícil. Porque es por fabricación, o sea, tú fabricas con una técnica de fabricación que por las características de la técnica de fabricación garantiza que más o menos…