Simulaciones de líquidos simples confinados entre canales blandos

KEVIN SPEYER; CLAUDIO PASTORINO

Tandil

Conferencia; 99a Reunión Anual de la AFA; 2014

Asociación de Física Argentina

/* Layout-provided Styles */ div.standard { margin-bottom: 2ex; } En este trabajo se realizaron simulaciones de dinámica molecular, para estudiar un sistema compuesto por líquido simple, confinado en un canal blando. El medio confinante está compuesto por cadenas poliméricas, de baja compatibilidad química con el líquido, con un extremo fijo a la a pared del canal. El sistema es de interés en aplicaciones de microfluídica, nano-estructuración de superficies y en problemas de motivación biofísica. Se utilizó un modelo de grano grueso que describe las características principales de la cadena polimérica. Implementando un potencial de flexión armónico en los ángulos formados entre uniones de monómeros sucesivos, se modificó la rigidez del cepillo polimérico. Se estudió la estructura y la dinámica del medio confinante, desde cadenas totalmente flexibles, hasta "pilares" rigidos. También se varió la cantidad de polímeros fijados a la pared del canal por unidad de área, y en todos los casos se observó que el líquido "reposa" sobre el cepillo, sin mojarlo. Se caracterizó la interfase líquido-cepillo y se analizó la penetración del fluido en los intersticios del medio confinante. Luego de estudiar el sistema en equilibrio, se movieron las paredes del canal a velocidad constante, para inducir un flujo lineal (Couette) en el seno del mismo. Se utilizó el termostato de dissipative particle dynamics para realizar simulaciones en el ensamble canónico (N,V,T) o a temperatura constante, fuera del equilibrio. Se cuantificó el deslizamiento del líquido sobre el medio confinante, observando siempre un resbalamiento apreciable. Por último, se estudió como se modifica la estructura y la dinámica del cepillo polimérico ante la presencia del flujo, para diferentes velocidades de la pared.