Methane Flow through Organic-Rich Nanopores : The Key Role of Atomic-Scale Roughness

We perform a detailed study of methane flow through nanoporous kerogen. Using molecular dynamics and modeling the kerogen pore with an amorphous carbon nanotube (a-CNT), we show that the reported flow enhancement over Hagen−Poisseuile flow is mainly due to the smoothness, on an atomic scale, of the CNTs. It acts in two ways: first, it helps the mobility of the adsorbed layer; second, and even more important for the flow enhancement, it prevents the dependency on the inverse of the channel length (L) from developing. While the former can incrementally contribute to the flow, the latter effect can explain the orders of magnitude found in comparison to macroscopic results.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Dynamics of solid growth under a gravitational field: Influence of the formation of a diffusive layer

We discuss the gravitational sedimentation of particles in terms of a stochastic model considering, in view of experimental evidence, that the aggregation to the growing surface (deposit) is mediated by the formation of a layer of suspended particles subject to gravitational forces, thermal agitation, as well as aggregation (contact) forces. The aggregation of such partially buoyant particles is ruled by the rates of occurrence of the different stochastic events: incorporation to the layer of suspended particles, sedimentation, and gravitationally biased diffusion. The model introduces bridges across different standard solid on solid deposition models which can be considered as limit cases of the present one. Analytical and numerical results show that for finite (realistic) deposits there are different regimes of aggregation including situations in which the deposit is grown completely during the transient time of the system.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Aspectos teóricos y modelado computacional de las transformaciones morfológicas de micro/nano-estructuras sometidas a tratamientos térmicos

El proceso de transporte de materia por difusión superficial tomó gran importancia en los ultimos años, ya que se pueden encontrar numerables aplicaciones, tanto en estructuras de bajas como de altas razones de aspecto, siendo estas últimas de gran interes. En este trabajo estudiamos la Ecuación de Mullins que describe la evolución de la interfaz de una muestra sólida, tratada como un medio continuo, por corrientes de difusión superficial. Mediante simulaciones computacionales, integramos numéricamente dicha ecuación y comparamos los resultados obtenidos con los existentes en la literatura.Facultad de Ciencias Exacta

Aspectos teóricos y modelado computacional de las transformaciones morfológicas de micro/nano-estructuras sometidas a tratamientos térmicos

El proceso de transporte de materia por difusión superficial tomó gran importancia en los ultimos años, ya que se pueden encontrar numerables aplicaciones, tanto en estructuras de bajas como de altas razones de aspecto, siendo estas últimas de gran interes. En este trabajo estudiamos la Ecuación de Mullins que describe la evolución de la interfaz de una muestra sólida, tratada como un medio continuo, por corrientes de difusión superficial. Mediante simulaciones computacionales, integramos numéricamente dicha ecuación y comparamos los resultados obtenidos con los existentes en la literatura.Facultad de Ciencias Exacta

Aspectos teóricos y modelado computacional de las transformaciones morfológicas de micro/nano-estructuras sometidas a tratamientos térmicos

El proceso de transporte de materia por difusión superficial tomó gran importancia en los ultimos años, ya que se pueden encontrar numerables aplicaciones, tanto en estructuras de bajas como de altas razones de aspecto, siendo estas últimas de gran interes. En este trabajo estudiamos la Ecuación de Mullins que describe la evolución de la interfaz de una muestra sólida, tratada como un medio continuo, por corrientes de difusión superficial. Mediante simulaciones computacionales, integramos numéricamente dicha ecuación y comparamos los resultados obtenidos con los existentes en la literatura.Facultad de Ciencias Exacta

Optical nanoparticle sorting elucidates synthesis of plasmonic nanotriangles

We investigate the optical and morphological properties of gold nanoparticles grown by reducing a gold salt with Na2S. Lasers are tuned to the observed plasmon resonances, and the optical forces exerted on the nanoparticles are used to selectively print individual nanoparticles onto a substrate. This enables us to combine dark-field spectroscopy and scanning electron microscopy to compare the optical properties of single nanoparticles with their morphology. By arresting the synthesis at different times, we are able to investigate which type of nanoparticle is responsible for the respective resonances. We find that thin Au nanotriangles are the source of the observed near infrared (NIR) resonance. The initial lateral growth of these triangles causes the plasmon resonance to redshift into the NIR, whereas a subsequent thickening of the triangles and a concomitant truncation lead to a blueshift of the resonance. Furthermore, we find that the nanotriangles produced have extremely narrow line widths (187 ± 23 meV), show nearly isotropic scattering, and are stable for long periods of time. This shows their vast potential for applications such as in vivo imaging and bio(chemical) sensing. The method used here is generally applicable to other syntheses, and shows how complex nanostructures can be built up on substrates by selectively printing NPs of varying plasmonic resonances.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Evolución de interfaces con simetría rotacional discreta por procesos de difusión superficial

La evolución de interfaces por Difusión Superficial ha tenido numerosas aplicaciones en los últimos años. En este trabajo estudiamos la teoría continua de Difusión Superficial para medios isótropos la cual se basa en la ecuación de Mullins que relaciona la velocidad normal de una dada interfaz con los gradientes de curvatura. Hemos integrado numéricamente dicha ecuación para una amplia variedad de interfaces bidimensionales y estudiamos el mismo tipo de sistema físico mediante un modelo discreto. Partiendo de condiciones iniciales equivalentes, se realizó un estudio comparativo de la evolución de las interfaces en los sistemas continuo y discreto, tanto en los aspectos cinéticos como en los morfológicos.Facultad de Ciencias Exacta

Evolución de interfaces con simetría rotacional discreta por procesos de difusión superficial

La evolución de interfaces por Difusión Superficial ha tenido numerosas aplicaciones en los últimos años. En este trabajo estudiamos la teoría continua de Difusión Superficial para medios isótropos la cual se basa en la ecuación de Mullins que relaciona la velocidad normal de una dada interfaz con los gradientes de curvatura. Hemos integrado numéricamente dicha ecuación para una amplia variedad de interfaces bidimensionales y estudiamos el mismo tipo de sistema físico mediante un modelo discreto. Partiendo de condiciones iniciales equivalentes, se realizó un estudio comparativo de la evolución de las interfaces en los sistemas continuo y discreto, tanto en los aspectos cinéticos como en los morfológicos.Facultad de Ciencias Exacta

Evolución de interfaces con simetría rotacional discreta por procesos de difusión superficial

La evolución de interfaces por Difusión Superficial ha tenido numerosas aplicaciones en los últimos años. En este trabajo estudiamos la teoría continua de Difusión Superficial para medios isótropos la cual se basa en la ecuación de Mullins que relaciona la velocidad normal de una dada interfaz con los gradientes de curvatura. Hemos integrado numéricamente dicha ecuación para una amplia variedad de interfaces bidimensionales y estudiamos el mismo tipo de sistema físico mediante un modelo discreto. Partiendo de condiciones iniciales equivalentes, se realizó un estudio comparativo de la evolución de las interfaces en los sistemas continuo y discreto, tanto en los aspectos cinéticos como en los morfológicos.Facultad de Ciencias Exacta

Pattern preserving deposition: Experimental results and modeling

In this work we discuss pattern-preserving growth during metal deposition from the vapor on micro/nano-structured metal substrates. Experimental results for Cu deposition on patterned Cu substrates show pattern preserving growth or pattern destruction depending on the incident angle. We introduce a mesoscopic 1+1 dimensional model including deposition flow (directed and isotropic), surface diffusion and shadowing effects that account for the experimental growth data. Moreover, simulations on post-deposition annealing, for high aspect-ratio patterns show departures from the predictions of the linear theory for surface diffusion.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada