Autor: Fernando del Río Haza  

Resumen: La teoría termodinámica perturbativa ha avanzado enormidades en reproducir adecuadamente las propiedades de sistemas fluidos muy complejos, sin embargo, en la bases de esa TPT, formulada al inicio por Wertheim, quedan algunas lagunas que no han sido explicadas. Aquí mostramos cómo un sistema tan sencillo como los trímeros de pozo cuadrado, SW, todavía presentan comportamientos que no han sido explicados por la TPT y apuntamos a posibles soluciones. Para ello comparamos las predicciones de la TPT, en varias versiones, con resultados de simulación molecular.

Autor: Edith Euán Díaz

Resumen: En esta charla, Edith nos presenta EBRAINS. EBRAINS es una nueva infraestructura digital de investigación, creada por el Proyecto Cerebro Humano (Human Brain Project), financiado por la Unión Europea (UE). EBRAINS proporciona herramientas y servicios digitales que pueden utilizarse para afrontar los retos de la investigación sobre el cerebro y el desarrollo de tecnologías inspiradas en el cerebro. Sus componentes están diseñados con, por y para investigadores. Las herramientas ayudan a los científicos a recopilar, analizar, compartir e integrar datos cerebrales y a realizar modelizaciones y simulaciones de la función cerebral. Edith explicará el rol de las infrastructuras de investigación y el esfuerzo de EBRAINS por construir una infraestructura digital distribuida en varios Estados Miembros de la UE. 

Autor: Jorge Enrique Alba Rosales

Afiliación: Estancia posdoctoral en el Grupo de Investigación de Luz polarizada e Imagenología Fotoacústica. Centro de Investigaciones en Óptica A. C.

Resumen: El ultrasonido inducido por láser o técnica fotoacústica se ha posicionado como una herramienta versátil en la caracterización de materiales, monitoreo de procesos, así como en la reconstrucción de imágenes de ultrasonido. En la charla se discutirán las dificultades y paradigmas a superar para llevar a esta tecnología a las escalas por debajo del milímetro. Se exponen y discuten las metodologías aprendidas/desarrolladas dentro del CAME, que han permitido profundizar en la comprensión Física del fenómeno fotoacústico.

Autor: Guadalupe Jiménez Serratos

Afiliación: STFC Hartree Centre, Daresbury Laboratory, Reino Unido

Resumen: Los modelos de grano grueso (CG) consisten en representar grupos de átomos contiguos en una molécula como un solo centro con interacciones efectivas. Esta simplificación permite acceder a ventanas espaciales y temporales mayores respecto a la representación atomística en simulaciones moleculares. La representación es comúnmente utilizada en la literatura para estudiar fenómenos como agregación y organización supramolecular. En esta presentación, hablaremos del uso de la teoría estadística de fluidos asociantes (SAFT) en la parametrización de modelos de grano grueso [Müller, E.A., and Jackson, G. (2014). Annual Rev. Chem. Biomolec. Eng., 5(1), 405-427]. Utilizando como ejemplo moléculas tipo asfalteno (relevantes en la industria petrolera), proponemos modelos CG y los estudiamos mediante dinámica molecular. Las tendencias de agregación de asfaltenos utilizando solventes de distinta calidad en las simulaciones son discutidas y comparadas con información experimental. Finalmente, presentaremos un método para extraer, directamente de simulaciones CG, las curvas de dispersión a ángulos pequeños para estudio de estructuras supramoleculares. 

Autor: America Torres Boy

Resumen: En esta charla compartiré un poco de mi experiencia siendo estudiante de Ingeniería Química Sustentable en la DCI UG y como mi interés por la fisicoquímica y los procesos moleculares me llevaron a dedicarme a la espectroscopía en fase gas. Abordaré un poco las investigaciones en las que participe como parte del CAME, y cómo éstas me condujeron a actualmente hacer el doctorado en Física Molecular en Berlín, Alemania. Describiré las técnicas teóricas, computacionales y experimentales en las que he trabajado y algunos de los resultados obtenidos en el área Hablaré también, de manera anécdotica de los retos, las oportunidades y los aprendizajes por los que pasé durante mi proceso de formación dentro y fuera de México.

Autor: Ivan Michael Zeron Jiménez

Resumen: Esta charla tendrá un enfoque motivacional, en la cual les platicaré de los temas de investigación que como exalumno de la DCI y del CAME he venido desarrollando desde la etapa de doctorado y que posteriormente me abrieron la oportunidad de trabajar en dos estancias posdoctorales en España, donde actualmente me encuentro.
Se tocarán temas que comprenden desde el estudios de sistemas simples como fluidos que interactúan con potencial pozo cuadrado hasta sistemas con interfases sólido - liquida como por ejemplo los hidratos de gas encontrados en condiciones marinas.

Con este enfoque se pretende mostrar cómo las habilidades y conocimientos adquiridos en el área de mecánica estadística en la DCI-UG han sido fundamentales para trazar una vida en la investigación y lograr competencia a nivel mundial.

Autor: José M. Méndez A., Departamento de Física, Cinvestav

Resumen: Hace ya muchos años que colaboro con colegas de la División de Ciencias e Ingenierías de la Universidad de Guanajuato, antes Instituto de Física. Dichas colaboraciones han estado enfocadas, principalmente, al estudio de los efectos de vaciado entrópico en mezclas coloidales. Al cálculo de las interacciones efectivas que estos producen y a sus efectos estructurales y termodinámicos. En el camino hemos desarrollado aproximaciones teóricas basadas en la teoría de ecuaciones integrales de los líquidos, emulaciones útiles de las fuerzas de Pauli entre partículas coloidales y nuevos métodos de simulación para la extracción de interacciones efectivas. En esta plática hago un recuento de esos trabajos, enfatizando su estado actual, y finalizo discutiendo sobre el posible uso futuro de ideas similares en el estudio de fenómenos dinámicos inducidos por el vaciado entrópico.

Autor: Magdaleno Medina Noyola

Resumen: En esta plática anunciamos la propuesta de la primera y única teoría mecánico-estadística de primeros principios, de los procesos de no-equilibrio del envejecimiento de la viscoelasticidad lineal de los líquidos formadores de vidrios y geles después de un repentino enfriamiento o compresión. Esta teoría se basa en una expresión para la función de relajación del esfuerzo cortante η(τ;t), en términos del factor de estructura de no-equilibrio S(k;t) y de la función de dispersión intermedia F(k,τ;t) (donde t es el tiempo de espera después del enfriamiento/compresión). Por su parte, S (k; t) y F (k, τ; t), son proporcionados por nuestra teoría de los procesos irreversibles de los líquidos, referida como NE-SCGLE. Como ejercicio ilustrativo, la metodología resultante se aplica a modelos simples (esferas blandas, pozo cuadrado, etc.) sujetos a enfriamientos instantáneos, exhibiendo un dramático acuerdo con resultados experimentales disponibles.

Autor: Rolando Castillo

Resumen: Fine-tuning of the interaction strength and orientational specificity of colloids at the air/water interface can be achieved through isotropic or anisotropic colloid surface chemical modification or by adjusting the subphase surface tension. However, assemblies of monolayers made of colloidal particles trapped at the air/water interface have significant capillary interaction. The capillary attraction between colloids is strong and specific enough to drive the particle organization out of equilibrium toward kinetically arrested assemblies. The radial attraction between microspheres straddling the air/ water interface, whose origin is the irregular shape of the contact line and its concomitant distortion of the water surface, is measured using two light beams of a time sharing optical tweezer. The particles used to make the measurements are, in one case, symmetrical microspheres made of hydrophobically covered silica to reduce the electrostatic interactions to a minimum; the measured radial force goes as a quadrupolar power law. In the other case are Janus particles, where one face of the particles is hydrophilic, and the other one is hydrophobic. Due to the three-phase contact line corrugation, the measured force goes from almost pure quadrupolar to almost pure hexapolar interaction.

Autor: Alberto Vela Amieva

Resumen: Se presentan los alcances actuales de la teoría de funcionales de la densidad (DFT) en la descripción de la estructura electrónica de la materia, particularmente a través de las aproximaciones no empíricas al funcional de intercambio y correlación. Se muestran algunas aplicaciones recientes de las redes neuronales ANI-1ccx y DeepMind21. Los ejemplos que se discuten son el ordenamiento conformacional de aminoácidos, la exploración del espacio químico de una estequiometría dada y el proceso de ensamblaje molecular de una serie de rotaxanos. En todos los casos, se destacará la calidad de los resultados, pero muy especialmente, la impresionante velocidad a la que estos se obtienen con machine learning. Con estos elementos se hacen algunas reflexiones respecto al futuro de la predicción confiable y en tiempos razonables, de estructuras moleculares y sus propiedades con propósitos específicos.

Autor: Elías Pérez

Resumen: El mojado de un líquido sobre una superficie plana se caracteriza por el ángulo entre el líquido y la superficie, Young (1805). Sin embargo, esta ecuación no es válida para superficies rugosas y/o no homogéneas. Para ello Wenzel (1936) y Cassie-Baxter (1944) propusieron ecuaciones alternativas que tienen en cuenta la rugosidad y la falta de homogeneidad, respectivamente. En esta plática presentamos un enfoque basado en una tensión interfacial efectiva que describe muy bien la mojabilidad de líquidos sobre una superficie rugosa. Esta tensión contiene implícitamente la información sobre rugosidad, interacción líquido-superficie y la inhomogeneidad de la superficie. De hecho, nuestros resultados experimentales muestran que la polaridad del líquido y la superficie juegan un papel muy importante en este fenómeno. Estos resultados muestran que los líquidos de baja polaridad tienen poca dependencia con la rugosidad de una superficie de baja polaridad, mientras que los líquidos de alta polaridad son muy sensibles a ella.

Autor: José Alejandre

Resumen: El uso de solventes en muchas áreas del conocimiento implica tratar sistemas con varios componentes y fases. Es común aprovechar la diferencia de polaridad de los componentes para extraer compuestos no deseados en una mezcla o bien para aumentar la solubilidad de un soluto en un solvente. En esos estudios se involucran líquidos y los equilibrios líquido-líquido y sólido-líquido. En simulación molecular los campos de fuerza se obtienen principalmente para componentes puros en fase líquida. En esta plática discutiré las deficiencias que tienen en el estudio de solventes polares y iónicos y presentaré nuevos esquemas para mejorarlos. Aplicaré la metodología a solventes en electrolitos usados en dispositivos para almacenar energía, como las baterías de ion litio. También mostraré resultados de solventes para aumentar la solubilidad de ingredientes farmacéuticos activos en agua.

Autor: Juan José Alvarado Gil

Resumen: En esta plática analizaremos los fundamentos de la espectroscopía fototérmica para estudiar los fenómenos de transporte de calor y mostraremos algunos de los diferentes enfoques que se utilizan para pasar desde la macroescala hasta la nanoescala. Se presentará un analisis crítico de las teorias que gobiernan estos fenómenos, así como sus predicciones, lo cual permite determinar sus alcances y limitaciones [1,2]. Se discutirá la posibilidad de observar fenómenos percolativos en el transporte de calor para sistemas compuestos [3]. Además se presentarán aplicaciones novedosas en materiales de cambio de fase con posibilidades de desarrollar dispositivos térmicos para el control del transporte de calor [4].
[1] J. Ordóñez-Miranda, J.J. Alvarado-Gil. Frequency-modulated hyperbolic heat transport and effective thermal properties in layered systems. International Journal of Thermal Sciences 49, 1, 209-217
[2] J. Ordonez-Miranda, J.J. Alvarado-Gil. On the stability of the exact solutions of the dual-phase lagging model of heat conduction. Nanoscale Research Letters
[3] I.Y. Forero-Sandoval, A.P. Franco-Bacca, F. Cervantes-Álvarez, C.L. Gómez-Heredia, J.A. Ramírez-Rincón, J. Ordonez-Miranda, and J.J. Alvarado-Gil. Electrical and thermal percolation in two-phase materials: A perspective. J. Appl. Phys. 131, 23, 230901, 2022
[4] I.Y. Forero-Sandoval, J.A. Chan-Espinoza, J. Ordonez-Miranda, J.J. Alvarado-Gil, F. Dumas-Bouchiat, C. Champeaux, K. Joulain, Y. Ezzahri, J. Drevillon, C.L. Gomez-Heredia, and J.A. Ramirez-Rincon. VO2 Substrate Effect on the Thermal Rectification of a Far-Field Radiative Diode. Physical Review Applied 14, 3, 034023, 2020

Autor: Gabriel Pérez-Angel

Resumen: Being effective interactions, depletion forces are not easy to measure in experimental or simulational settings. We show a consistent way of evaluating depletion forces in bidisperse or, in general, polydisperse colloidal mixtures, for any values of the densities of the components. The method works without confining the kinematics of the system, and therefore obtains the depletion forces in equilibrium and without needing the usual diluted limit. The forces obtained are Effective Pair Interactions, dependent therefore on density and temperature, and incorporate three- and many-body effects as averaged corrections. We validate the results obtained for these forces via Dynamical Simulation of the effective systems, and show how the Pair Distribution Functions agree up to numerical error. We show also the differences between these forces and the Mean Forces, as evaluated directly from Pair Distribution Functions.

Autor: Gabriel Ramos Ortiz

Resumen: En esta plática se presentarán las investigaciones recientes el desarrollo y aplicaciones de sistemas moleculares orgánicos. Esta presentación tiene un enfoque multidisciplinario que cubre las áreas de física (óptica), química, ciencia de materiales y ciencias biomédicas. Se presentan las propiedades ópticas de estos sistemas tanto en bulto como en nanoestructuras. Se discutirán las perspectivas de estas líneas de investigación que tienen lugar en el CIO, que es un CPI de Conacyt ubicado en la ciudad de León, Guanajuato.