Factores que determinan la coexistencia cristal-líquido bajo cizallamiento

Área de la Ciencia:

• Física de la materia blanda Física de la materia blanda
• Ciencia de los materiales ciencia de los materiales.
• Termodinámica de no equilibrio en el equilibrio.

Sus antecedentes:

• Las interacciones del flujo de corte con las transiciones orden-desorden son cruciales en la materia blanda, ya que influyen en fenómenos que van desde los cristales líquidos hasta la lubricación.
• Si bien existen teorías para las transiciones continuas, la coexistencia de fase de no equilibrio bajo corte sigue siendo poco comprendida.
• Comprender el comportamiento de fase inducido por cizallamiento es vital para las aplicaciones en procesamiento de materiales y tribología.

Objetivo del estudio:

• Investigar los principios que rigen la coexistencia de no equilibrio entre fases de simetría diferente bajo flujo de cizallamiento.
• Determinar el mecanismo detrás de la coexistencia estacionaria observada entre un cristal tensado y un líquido de corte.
• Explorar si los conceptos termodinámicos tradicionales pueden explicar este fenómeno de no equilibrio.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular de no equilibrio de partículas esféricas.
• Análisis del comportamiento de fase bajo un flujo de cizallamiento impuesto.
• Comparación de los resultados de la simulación con modelos termodinámicos.

Principales resultados:

• Se observó un estado de coexistencia estacionaria entre una fase cristalina tensa y el líquido de corte.
• Esta coexistencia no podía explicarse por un análogo no equilibrado del potencial químico.
• Los hallazgos sugieren que un equilibrio entre el crecimiento de los cristales y la erosión superficial por la fusión rige la coexistencia.

Conclusiones:

• La coexistencia de no equilibrio bajo flujo de cizallamiento es un fenómeno distinto que no se rige por los principios termodinámicos de equilibrio.
• Un equilibrio dinámico entre el crecimiento de los cristales y la erosión de la fusión proporciona una explicación mecanicista para el estado estacionario observado.
• Esta investigación ofrece nuevos conocimientos sobre el comportamiento de los materiales en condiciones de flujo extremo.