Oportunidades de investigación en física y fisicoquímica...
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Oportunidades de investigación en
física y fisicoquímica en SIMULAB y
CIDNA-ESPOL
Eduardo V. Ludeña
Investigador Prometeo
CIDNA-ESPOL
Departamento de Física, ESPOL, 22 de Mayo, 2015
La charla se enfocará sobre las siguientes
actividades de investigación que se están
desarrollando en:
- SIMULAB (Laboratorio de Simulación de
Materiales) de la Facultad de Física de la
ESPOL
- CIDNA (Centro de Investigaciones en
Nanotecnología) de la ESPOL:
-
Modelaje de nano catalizadores: Y. Aray, EVL, M. Cornejo, P. Iza, D. Zambrano, R. Paredes
-Modelaje de interacción petróleo-agua-surfactante-sales para recuperación mejorada: Y Aray, R. Paredes, M. Cornejo, S. Samaniego, A. Martiz, EVL.
-Aplicaciones de cDFT (la versión clásica de la teoría del funcional de la densidad) a líquidos inhomogéneos complejos. EVL, Y. Aray, R. Paredes (y quienes se unan)
-Problemas básicos en FT-DFT (teoría del funcional de la densidad
a temperatura finita) y en cDFT.
EVL, C. Vegas, J. Corregidor, M. Cornejo, P. Iza, D. Zambrano, Y.
Aray, R. Paredes (y quienes se unan)
-Sistemas cuánticos de pocas partículas.
EVL, M.Cornejo.,Y.Aray, P. Iza, D. Zambrano (y quienes se unan)
-Funcionales de energía cinética y funcionales híbridos en DFT
cuántico. EVL, E. Salazar, D. Arroyo, J. Vallejo (y quienes se unan)
Modelaje de nano catalizadores
G. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.- Diseño de modelos, usando simulación a multiescala, de nuevos catalizadores, tan o más
eficientes que los que actualmente se importan para las refinerías de Ecuador.
2.- Sintesis de nanopartículas de catalizador soportadas en zeolitas naturales o activadas,
abundantes en el Ecuador.
3.- Caracterización de los catalizadores sintetizados por medio de técnicas experimentales.
4.- Pruebas en microreactores de los catalizadores sintetizados en condiciones de carga de
refinería y condiciones reales de presión y temperatura y escalamiento de la síntesis.
Modelaje de interacción petróleo-agua-
surfactante-sales para recuperación mejorada.
F. RESUMEN DE LA PROPUESTA
Gran parte de los yacimientos de petróleo en el Ecuador se encuentran en su etapa de declive de
producción. Por esta razón es necesario la aplicación de métodos de recuperación secundaria y
mejorada que permitan aumentar la recuperación de petróleo, aumentando con ello las reservas
probadas. El presente proyecto propone construir un protocolo teórico-experimental para
estudiar fenómenos interfaciales involucrados en procesos de recuperación de hidrocarburos.
Dicho protocolo consta de varias etapas:
(1) efectuar simulaciones atomísticas y mesoscópicas para estudiar la estructura molecular de la
interface y su influencia en las propiedades interfaciales,
(2) realizar mediciones en el laboratorio de estas propiedades interfaciales y
(3) estimar los factores de recobro mediante experimentos de desplazamiento de fluidos. Nos
enfocaremos en dos problemas de importancia clave parar el Ecuador.
-Aplicaciones de cDFT (la versión clásica de
la teoría del funcional de la densidad) a
líquidos inhomogéneos complejos.
Density Functional Theory for Chemical Engineering: From Capillarity to Soft Materials
Jianzhong Wu
AIChE Journal March 2006 Vol. 52, No. 3 1169
Understanding the microscopic structure and macroscopic properties of condensed
matter from a molecular perspective is important for both traditional and modern
chemical engineering. A cornerstone of such understanding is provided by statistical
mechanics, which bridges the gap between molecular events and the structural and
physicochemical properties of macro- and mesoscopic systems. With ever-increasing
computer power, molecular simulations and ab initio quantum mechanics are promising
to provide a nearly exact route to accomplishing the full potential of statistical mechanics.
However, in light of their versatility for solving problems involving multiple length and
timescales that are yet unreachable by direct simulations, phenomenological and
semiempiricalm methods remain relevant for chemical engineering applications in the
foreseeable future.
Classical density functional theory offers a compromise: on the one hand, it is able
to retain the theoretical rigor of statistical mechanics and, on the other hand, similar to
a phenomenological method, it demands only modest computational cost for modeling the
properties of uniform and inhomogeneous systems. Recent advances are summarized of
classical density functional theory with emphasis on applications to quantitative modeling
of the phase and interfacial behavior of condensed fluids and soft materials, including
colloids, polymer solutions, nanocomposites, liquid crystals, and biological systems.
Attention is also given to some potential applications of density functional theory to
material fabrications and biomolecular engineering
Problemas básicos en FT-DFT (teoría del funcional de la densidad a temperatura finita) y en cDFT.
N-Representabilidad en FT-DFT y cDFT
• Tesis de Licenciatura en Física, Escuela Politécnica Nacional, Quito
• 1.- Cristian Vegas
• “Problema de la N-Representabilidad Funcional en la Teoría del Funcional de la Densidad a Temperaturas Finitas
• 2.- Javier Corregidor
• “Problema de la N-Representabilidad del Funcional de la Densidad en Exceso en la Teoría Clásica del Funcional de la Densidad
Estructura de la Matriz Densidad de Orden 2:
-Ejemplo para un Sistema Modelo de 4 partículas.
-Modelo de H2 con potenciales armónicos.
-Problema: Encontrar formas explícitas para la matriz 2 para electrones y núcleos y obtener la forma explícita de la función de correlación.
Este es un problema abierto a colaboración
Sistemas modelos de tres y cuatro partículas
-Solución por teoría de Perturbación de Jiang [Phys. Rev. 35, 9287 (1987)] del átomo de Helio confinado en un potencial armónico.
-Evaluación en el primer orden de la teoría de perturbación
Problema abierto a la colaboración.
Problema del Funcional de la Energía CinéticaTesis en curso en la Escuela Politécnica Nacional, Quito
1.- Darío Arroyo
“Cálculo de la Energía y la Densidad Electrónica de Átomos resolviendo la Ecuación de Euler-Lagrange Obtenida a partir de Funcionales Aproximados para la Energía.”
2.- Jorge Vallejo
“Cálculo de la Fuerza de Sistemas Multielectrónicos a partir de Funcionales Aproximados para la Energía”
Eduardo V. LudeñaEmail: [email protected]
•Están bienvenidos todos aquellos que quieran colaborar en estos proyectos de investigación