Informe de investigador .

Informe científico de investigador: Montani, Rubén Alfredo (2013-2014)

Montani, Rubén Alfredo
Abstract: VI__Exposición sintética Nuestro principal interés se centra en los fenómenos de transporte de carga en vidrios a base de óxidos inorgánicos con un abordaje –otrora- experimental y teórico-computacional del problema a partir del uso del formalismo de la Dinámica Molecular.
Abstract: VI__Exposición sintética Nuestro principal interés se centra en los fenómenos de transporte de carga en vidrios a base de óxidos inorgánicos con un abordaje –otrora- experimental y teórico-computacional del problema a partir del uso del formalismo de la Dinámica Molecular. Efectivamente, hasta hace algún tiempo nuestra intención estuvo también puesta también en las medidas experimentales de conductividad eléctrica bajo presión, pero por el momento este aspecto del proyecto está suspendido debido a las dificultades experimentales insalvables según se verá en VI.2. VI.1. Labor Teórico Computacional: Realizamos simulaciones de Dinámica Molecular mediante el programa LAMMPS, de un sistema vítreo paradigmático como lo es el metasilicato de litio. Las interacciones entre los iones del sistema son descritas mediante el potencial de Coulomb-Buckingham. Estudiamos este sistema a varias temperaturas por encima y por debajo de la temperatura de transición vítrea. En una primera etapa, hemos aplicado el denominado “método isoconfiguracional” (IC) introducido por Harrowell (Phys. Rev. Lett.,. 93 (2004) 135701), como una alternativa a la descripción tradicional de los denominados “canales” de conducción iónicos que hasta el momento resultaban definidos a partir del análisis de percolación de los sitios de la red visitados asiduamente por los iones móviles. Nuestro enfoque alternativo usando el método IC nos permitió identificar detectar regiones activas de alta conectividad dinámica para el movimiento de los iones litio en escalas temporales donde solamente interactúan con sus primeros vecinos. Mas recientemente -y dentro del período de labor que aquí se informa- hemos realizado trabajos que completan los hallazgos en esa dirección inicial, haciendo fundamentalmente hincapié en estudiar la duración (persistencia) de esos canales de conducción, lo que resultaba necesario para soportar las ideas expuestas y publicadas previamente. Además, hemos abordado con esta misma metodología, el fenómeno denominado Efecto Alkalino Mixto (MAE) que ocurre cuando en un vidrio con un solo tipo de catión móvil el reemplazo de una fracción de este por otra de un cation diferente produce una disminución del coeficiente de difusión de ambos cationes de varios órdenes de magnitud comparado con los respectivos valores aislados. Así, en una isoterma del coeficiente de difusión en función de la fracción de catión reemplazado (que irá entre 0 y 1) los respectivos coeficientes de difusión presentan una disminución monótona y en algún valor de composición ocurre el cruce de ambas isotermas. En nuestro caso particular trabajamos sobre el metasilicato de Li y K . A partir de nuestro estudio pudimos concluir en que la mejor explicación para este fenómeno proviene de considerar la existencia de canales preferenciales para la conducción que son específicos para cada tipo de ion. De estos resultados se han publicados en el período informado 3 trabajos en revistas internacionales especializadas (ver punto 7.1). VI.2. Labor experimental. El montaje del tren de presión (de construcción artesanal en nuestro laboratorio) para las medidas de conductividad eléctrica bajo presión se pensó originariamente como un proyecto de relativa rápida concreción (1 a 2 años), pero los hechos han mostrado que es un trabajo que requiere aún mas de tiempo de concreción. Desde su comienzo hubo dificultades con estanqueidad de las conexiones eléctricas en el cabezal de medida hacia el exterior de la celda. Recientemente hemos decidido no continuar –al menos por el momento– en esta dirección de trabajo debido a que las dificultades experimentales no pudieron ser resueltas satisfactoriamente pese al tiempo invertido. Este proyecto queda a la espera de un futuro rediseño de la celda de medida.
  • Investigation title: Fisicoquímica-Fisicoquímica de Sólidos
  • Origin info: Universidad Nacional del Sur
  • Tematic area: Física, Matemática, Química y Astronomía
  • Subject: Ciencias Químicas
  • Keyword: óxidos inorgánicos | dinámica molecular | método isoconfiguracional (IC) | transporte de carga en vidrios
  • Lenguage: Español
  • Extension: 10 p.

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