La superficie intrínseca


Thus, we are encouraged to believe that there will someday
be a successful definition of an intrinsic profile,
though necessarily defined relative to the momentary location
of some dividing surface

JS Rowlinson & B. Widom, Molecular Theory of Capillarity, Dover. p.122

Resumen


Recientemente se ha propuesto un método para definir qué moléculas de un líquido están “en” la superficie. Dicho de otra manera, qué moléculas definen la “capa exterior” de un fluido. Aquí se describe brevemente este método, se proporcionan referencias y (sobre todo) se muestran figuras y animaciones.

El método

La idea es tomar la superficie de área mínima que pasa por una serie de posiciones moleculares. Estas posiciones corresponden a los centros de las moléculas que componen la superficie intrínsica, y se denominan pivotes.


Gráficos

Sencilla animación gif de una interfaz líquido/vapor. Las moléculas están coloreadas al azar, para que sea fácil distinguirlas. Las moléculas que pertenecen a la SI son sólidas, y las que no son translúcidas, como pompas de jabón. Obsérvese el fuerte ruido término y el frecuente trasiego de moléculas que entran y salen de la SI.


Breve cronología, y artículos


1965 F. P. Buff, R. A. Lovett and F. H. Stillinger, Jr. "Interfacial Density Profile for Fluids in the Critical Region", Physical Review Letters 15 621 (196)
... later...
2003 E. Chacón and P. Tarazona "Intrinsic profiles beyond the capillary wave theory: A Monte Carlo study", Physical Review Letters 91 166103 (2003)
2004 P. Tarazona and E. Chacón "Monte Carlo intrinsic surfaces and density profiles for liquid surfaces", Physical Review B 70 235407 (2004)
2005 E. Chacón and P. Tarazona "Characterization of the intrinsic density profiles for liquid surfaces", Journal of Physics: Condensed Matter 17 S3493-S3498 (2005)
2006 E. Chacón, P. Tarazona and L. E. González "Intrinsic structure of the free liquid surface of an alkali metal", Physical Review B 74 224201 (2006)

E. Chacón, P. Tarazona and J. Alejandre "The intrinsic structure of the water surface", Journal of Chemical Physics 125 014709 (2006)
2007 P. Tarazona, R. Checa, and E. Chacón "Critical Analysis of the Density Functional Theory Prediction of Enhanced Capillary Waves", Physical Review Letters 99 196101 (2007)
2008 Daniel Duque, Pedro Tarazona, and Enrique Chacón "Diffusion at the liquid-vapor interface", Journal of Chemical Physics 128 134704 (2008)

Fernando Bresme, Enrique Chacón, Pedro Tarazona, and Kafui Tay "Intrinsic Structure of Hydrophobic Surfaces: The Oil-Water Interface",  Physical Review Letters 101 056102 (2008)

Fernando Bresme, Enrique Chacón, and Pedro Tarazona "Molecular dynamics investigation of the intrinsic structure of water–fluid interfaces via the intrinsic sampling method", Physical chemistry chemical physics 10 4704 - 4715 (2008)

Para su comodidad: fichero bibTeX con referencias relevantes.

Enlaces

Material en la wiki especializada SklogWiki (en inglés): Difusión en interfaces, ondas de capilaridad térmicas.

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