CARRERA DEL INVESTIGADOR CIENTÍFICO

INFORME CORRESPONDIENTE AL PERÍODO 2001/2002

1- APELLIDO : SCALISE

NOMBRES : OSVALDO HÉCTOR

2- TEMA DE INVESTIGACIÓN:

PROPIEDADES TERMODINÁMICAS DE FLUIDOS SIMPLES Y MEZCLAS

EN DOS Y TRES DIMENSIONES.

3- DATOS RELATIVOS A INGRESO Y PROMOCIONES EN LA CARRERA:

INGRESO: CATEGORÍA Asistente MES: Julio AÑO: 1978

ACTUAL : CATEGORÍA Principal MES: Noviembre AÑO: 1999

4- INSTITUCION DONDE DESARROLLA LOS TRABAJOS:

Nombre : IFLYSIB (Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos)

Dependiente: Facultad de Ciencias Exactas - UNLP

Dirección: calle 59 n0. 789

Ciudad: La Plata Prov.: Buenos Aires Tel. 425-4904; FAX: 4257317

Correo electrónico: ohs@iflysib.unlp.edu.ar

ORDEN DEL INFORME PAG

6. EXPOSICION SINTÉTICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERÍODO......2

7. TRABAJOS DE INVESTIGACION Y DESARROLLO REALIZADOS

O PUBLICADOS EN ESTE PERÍODO.

7.1 PUBLICACIONES .............................................................................................................8

7.1.1 CITACIÓN EN LIBROS DE LA ESPECIALIDAD DE TRABAJOS REALIZADOS..9

7.5.COMUNICACIONES.........................................................................................................11

7.7. TRABAJOS EN REALIZACIÓN.....................................................................................11

11. DIRECCION DE BECARIOS Y/O INVESTIGADORES.................................................12

13. PARTICIPACIÓN EN REUNIONES CIENTÍFICAS.......................................................12

19. OTROS ELEMENTOS DE JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS TÍTULOS

ANTERIORES...................................................................................................................12

20. TÍTULOS Y PLAN DE TRABAJO A REALIZAR EN EL PROXIMO PERÍODO..........13

21. MATERIAL ADJUNTO.....................................................................................................15

6- EXPOSICION SINTETICA DE LA LABOR DESARROLLADA EN EL PERIODO.

El programa de investigación propuesto tiene por objetivo fundamental el desarrollo de métodos teóricos utilizando técnicas de la Mecánica Estadística a efectos de poder predecir el comportamiento de fases de sustancias puras y mezclas fluidas en dos y tres dimensiones

Las actividades desarrolladas durante el período que corresponde a este informe, fueron concentradas en:

I) FLUIDOS EN TRES DIMENSIONES.

1- Estudio de transiciones de fases de una mezcla fluida conformada por moléculas representadas por esferas rígidas polarizables.

Experimentalmente, mucho esfuerzo se ha realizado para poder determinar el equilibrio de fases de mezclas fluidas a altas presiones y temperaturas [1]. Los resultados consisten en diagramas complejos en el espacio termodinámico tridimensional P-T-X, donde P es la presión, T la temperatura y X, la composición de la mezcla. Tales diagramas, no son fáciles de obtener dadas las condiciones extremas de presión y temperatura que se requieren en dichos experimentos. Por ejemplo, en tres oportunidades (1966, 1969 y 1990) se realizaron experimentos, a presiones del orden de varios miles de atmósferas, para determinar el comportamiento crítico de la mezcla Ar-H₂O. Dichas investigaciones, exceptuando la realizada en 1969, mostraron que la mezcla exhibe lo que se conoce como equilibrio gas-gas del tipo II (GG(II)) [1]. Específicamente, las investigaciones experimentales mostraron que en, primer lugar, (Tsiklis y Prokhorov, 1966) [2], la curva crítica emergiendo de la componente menos volátil, (H₂O), mostraba una pendiente negativa por lo cual el comportamiento fue calificado como GG(II). Posteriormente se realizaron experimentos ( Lentz y Franck, 1969) [3] que mostraron el equilibrio GG(I) [1]. Finalmente, una re-investigación experimental de dicha mezcla confirmó el equilibrio GG(II), (Wu et al., 1990) [4].

Teóricamente, también las primeras investigaciones realizadas mostraron el comportamiento GG(I), (Melnyk y Smith, 1974) [5]. Dichos resultados presentaban un razonable acuerdo en la región cercana al punto crítico del H₂O con los datos experimentales de Lentz y Franck de 1969 [3]. En un trabajo teórico posterior (Scalise et al, 1983) [6], encontraron que la teoría predice una curva crítica de pendiente negativa mostrando equilibrio GG(II) y por lo tanto en total desacuerdo con a) la teoría de Melnyk y Smith de 1974 [5] y b) los experimentos realizados por Lentz y Franck en 1969 [3]. Finalmente, los experimentos realizados por Wu et al. en 1990 [4], mostraron que nuestros resultados de 1983, habían predicho el correcto comportamiento crítico del Ar-H₂O. Los mismos, fueron los primeros resultados teóricos de la literatura que predijeron el equilibrio Tipo GG( II) para la mezcla Ar-H₂O.

En este periodo, he han continuado las investigaciones tendientes a esclarecer, partiendo de un enfoque Mecánico Estadístico, las transformaciones de fase que se observan en las mezclas acuosas supercríticas de sustancias polares y no polares de fluidos en 3D. Específicamente para la mezcla Ar-H₂O, he obtenido las isotermas y las isobaras de dicha mezcla. Las isotermas obtenidas muestran un razonable acuerdo con las medidas realizadas por Wu et al. en 1990 [4] en la re-investigación experimental de dicha mezcla. Para las isobaras, aún, al menos en mi conocimiento, al día de la fecha, no existen datos experimentales. Resultados de estas investigaciones han sido presentados en la Reunión Anual AFA 2002 [7] y han sido aceptados para su publicación. (se adjunta copia en Pág. A del material anexo).

II) FLUIDOS EN DOS DIMENSIONES

La planificación que realizara para llevar a cabo este proyecto, en lo que respecta a fluidos en dos dimensiones (2D), como fuera oportunamente indicado en el informe anterior,

se puede resumir en lo que sigue:

1) Propiedades termodinámicas de mezclas binarias fluidas de monocapas.

2) Descripción de los diagramas de fases de sistemas coloidales

3) Simulación numérica de las propiedades que se investiguen mediante técnicas

teóricas.

Al respecto, cabe informar con referencia a los puntos arriba señalados, que he continuado con las investigaciones tendientes a obtener los diagramas de fases en equilibrio y curvas críticas de mezclas binarias de fluidos bidimensionales con el objeto de describir los diagramas de fases de mezclas binarias de monocapas fluidas. Dichas investigaciones fueron parte del proyecto de investigación con el Dr. Silbert de la University of East Anglia, UK, financiado por la Fundación Antorchas y el Bristish Council. Si bien, dicho proyecto ha finalizado, he continuado con los estudios que tienden a obtener resultados de las propiedades termodinámicas de mezclas binarias en 2D ya que existe creciente interés de obtener información en lo hace al equilibrio de fases de dichos sistemas. Al respecto, debo informar que aún, en la literatura no existen, a la fecha, resultados teóricos ni experimentales similares a los nuestros. Las investigaciones hasta aquí realizadas, durante el período correspondiente a este informe, se pueden resumir en lo que a continuación se indica:

I) MEZCLAS BINARIAS FLUIDAS EN DOS DIMENSIONES.

a) Comportamiento crítico de la mezcla de monocapas fluidas representadas por el modelo molecular de discos rígidos de igual tamaño que interactúan a través de un potencial de Lennard- Jones.

Como resultado del proyecto que fuera parte de la colaboración con el Dr. M. Silbert de la University of East Anglia, UK, las investigaciones que he realizado fueron concentradas en la predicción de los diagramas de fases que pudieran presentar tales sistemas a partir del enfoque de la Mecánica Estadística. Para obtener dicho comportamiento, es conveniente en primer lugar, calcular las curvas críticas en el espacio de las variables termodinámicas P-T-X, ya que cada punto crítico de la mezcla es un punto límite al cual tienden los puntos representativos del equilibrio gas y líquido de la mezcla. Con ello, se consigue obtener una zona del espacio P-T-X donde debe existir la coexistencia entre fases buscada. Para ello, en la primera etapa de este proyecto se han obtenido distintos diagramas del comportamiento crítico de la mezcla de monocapas fluidas representadas por el modelo molecular de discos rígidos de igual tamaño que interactúan a través de un potencial de Lennard- Jones.

En una etapa previa de este proyecto de investigación, mostramos que el comportamiento crítico que presentan las mezclas binarias en dos dimensiones, es como se esperaba, el mismo que muestran las mezclas binarias de fluidos en tres dimensiones (3D). Parte de estos resultados fueron presentados en el 1^st Workshop on Global Phase Diagrams’, Walberberg, Germany, March 21-24, 1999, donde, como informara oportunamente a esa Comisión, fuera invitado a dar una conferencia para presentar los resultados preliminares de esta investigación [8]. Parte de los resultados allí presentados, fueron publicados en Phys. Chem. Chem. Phys. [9].

b) Comportamiento de fases gas-líquido que presentan las mezclas binarias de fluidos en dos dimensiones (2D).

En lo que hace a las actividades de este período, he investigado el comportamiento de fases gas-líquido que presentan las mezclas binarias de fluidos en dos dimensiones (2D) utilizando el esquema teórico perturbativo desarrollado para fluidos puros [10].

Cuando las dos componentes de la mezcla binaria en 3D, no difieren demasiado en el tamaño y la polaridad de las moléculas, el lugar geométrico de los puntos críticos de la mezcla (curva crítica) no es interrumpido y en consecuencia los dos puntos críticos de las sustancias que conforman a la mezcla resultan conectados entre sí. Esta clase de comportamiento crítico se conoce como 'Tipo I' [1]; (ver Fig. 1 en Pág. 4A siguiente) van Konnynenburg y Scott en 1980 [11], predijeron dicho comportamiento utilizando la ecuación de estado de van der Waals. Consideré entonces de interés investigar si el modelo molecular de discos rígidos iguales interactuando a través del potencial de Lennard-Jones utilizado en nuestro esquema de Teoría de Perturbaciones, era lo suficientemente representativo para predecir este tipo de diagrama para una mezcla binaria de monocapas. Con ello se probaría que el esquema teórico desarrollado en nuestro proyecto podría predecir, para una mezcla fluida de monocapas, no solo el ‘Tipo III’ [1]; (ver Fig. 2 en Pág. 4B siguiente), sino también el ‘Tipo I’ [1] de diagramas que muestran las mezclas binarias reales en 3D. Uno de los objetivos del proyecto fue verificar si para el caso de mezclas fluidas en 2D, existe una superficie en el espacio de las variables termodinámicas P-T-X, análoga a la que conforman los datos experimentales de las mezclas binarias reales en 3D [1]. El resultado fue que efectivamente es así. Como informara oportunamente a esa Comisión, los resultados fueron presentados en 16th IUPAC Conference on Chemical Thermodynamics que tuvo lugar en Department of Chemistry, Dalhousie University, Canada 6-11 August, 2000 [12]. Parte de los resultados de estas investigaciones constituyeron el trabajo que ha sido publicado recientemente [13]; (adjunto separata en Pág.B del material anexo). Debo informar que estos resultados son los primeros que muestran la superficie termodinámica que presenta el equilibrio gas-líquido de una mezcla binaria fluida en 2D, y que hasta el presente no existen resultados similares en la literatura.

c) Transiciones entre diferentes tipos de diagramas de fases en equilibrio de las mezclas binarias de monocapas fluidas.

Otras investigaciones realizadas en este período fueron dirigidas hacia el estudio de las posibles transiciones entre diferentes tipos de diagramas que pudieran presentar las mezclas binarias de monocapas fluidas. Estas investigaciones mostraron que la transición observada en mezclas binarias fluidas reales del Tipo III al Tipo IV [1]; (ver Fig. 3 en la Pág. 5A siguiente), no se observa en los resultados obtenidos para la mezcla de discos de diámetros iguales interactuando a través del potencial de Lennard-Jones. Estos resultados, fueron presentados en el Segundo Workshop International Bunsen Discussion Meeting Global Phase diagrams,Walberberg, August 19-22 (2001), Walberberg, Germany, al que fui invitado por los organizadores a participar en el mismo. En dicho Simposio presenté los resultados de estas investigaciones [14], como informara oportunamente a es Comisión. Parte de los resultados de estas investigaciones también fueron presentados en la Reunión Nacional de la AFA 2001 que tuvo lugar en el Centro de Convenciones Aristón Hotel, Rosario [15]. Parte de estas investigaciones constituyen, además, el trabajo publicado recientemente [16]; ( adjunto separata en Pág. C del material anexo).

d) Transiciones entre los distintos tipos de diagramas de mezclas binarias no polares en 3D.

Ya que la transición entre distintos tipos de diagramas de mezclas binarias reales en 3D es del Tipo III- IV y no del Tipo III-I como el que obtuviéramos en nuestro último trabajo resultado de la colaboración con el Dr. M. Silbert de la Univesity of East Anglia, UK, es de interés investigar el porqué de tales resultados. Para ello, actualmente estoy trabajando en el IFLYSIB en un proyecto que tiene por meta obtener el tipo de transiciones entre los distintos tipos de diagramas de mezclas binarias no polares en 3D. De obtener en 3D, el mismo tipo de transición que encontráramos en nuestras investigaciones en mezclas en 2D, conllevaría a la conclusión de que la ausencia del diagrama ‘Tipo IV’ [1], se debe al solo hecho de que las interacciones entre las moléculas son del tipo radial (potencial de Lennard-Jones).

En una etapa posterior de este proyecto, investigaré si una pequeña deformación de las moléculas ( interacciones dependientes de los ángulos) permite observar la transición del Tipo III-IV de las mezclas en 3D.

II) SIMULACIÓN NUMÉRICA DE MEZCLAS BINARIAS FLUIDAS EN DOS

DIMENSIONES.

Ya que ha habido recientemente un creciente interés en obtener la descripción de los diagramas de fases de fluidos mediante simulación numérica [17] , he comenzado a estudiar el desarrollo de algoritmos en idioma C++ con el objeto de mostrar, mediante métodos de simulación numérica, cual seria el comportamiento de fases de las mezclas binarias de monocapas . Estos estudios son de mucha importancia pues permitirían obtener datos que serian del tipo ‘experimental’ ya que seria posible efectuar comparaciones con los datos que arrojan nuestros cálculos a partir de esquemas teóricos. Ya que a la fecha solo dispongo de una computadora PC, espero en el futuro poder avanzar en este campo de investigación mediante la utilización de los algoritmos en lenguaje C++ que estoy desarrollando. La técnica de objetos-orientados ha sido recientemente utilizada para la implementación de programas en el campo de simulación de propiedades de los fluidos [17], por ello es de interés llevar a cabo la implementación de los métodos desarrollados en la simulación de Monte Carlo en el Gibbs ensemble [18] con el objeto de poder continuar en la investigación del comportamiento de fases de las mezclas binarias de monocapas fluidas. Científicos que realizan investigaciones de los fluidos mediante simulación numérica generalmente han realizado la programación de algoritmos utilizando el lenguaje FORTRAN. La razón de ello tal vez se debe a que a) históricamente los primeros programas fueron desarrollados en ese lenguaje y b) que investigadores de Instituciones donde se han realizado simulaciones numéricas de fluidos, pueden acceder a supercomputadoras para realizar sus cálculos. Estas dos razones indican el porqué de la no implementación de programas en C++ para ser utilizados en PCs.

Debo señalar que al realizar las investigaciones del equilibrio GG(II) [19] de las mezclas binarias fluidas disponíamos de las RISCs (IBM) en el IFLYSIB, equipos que también eran considerados como demasiado lentos al momento de realizar los cálculos. No obstante ello, debo informar que el mencionado trabajo ha sido citado en un libro de la especialidad recientemente publicado; ( ver Pág. 8 de este informe). Es de esperar entonces, que mediante la implementación de algoritmos de cálculo en C++ pueda continuar con el proyecto utilizando los equipos con procesadores no muy rápidos como los que se encuentran en las PCs. Desconozco, si al día de la fecha, se han logrado obtener resultados de simulación de mezclas binarias de monocapas fluidas que puedan utilizarse para la comparación de los resultados que hasta aquí hemos obtenido teóricamente.

III) SISTEMAS COLOIDALES

Una de las metas del proyecto en colaboración con el Dr. M. Silbert es la investigación de las propiedades de sistemas coloidales mediante la aplicación de técnicas de la Mecánica Estadística. Si bien el proyecto de colaboración ha finalizado, he continuado trabajando en la investigación de las propiedades de estos sistemas mediante la utilización de un modelo molecular consistente en un potencial de interacción tipo doble Yukawa. A la fecha, el proyecto se encuentra en la etapa de producción de resultados con el objeto de analizar si los mismos pueden describir la gran variedad de diagramas de fases que pudieran representar estos sistemas.

[1] J. S. Rowlinson and F. L Swinton, Liquids and Liquid Mixtures, 3rd Edition, Butterworth

Scientific, London, 1982.

[2] Tsiklis, D.S. and Prokhorov, V.M., Russ. J. of Phys. Chem. 40, 1257 (1966).

[3] Lentz, H. and Franck, E.U., Ber. Bunsenges Phys. Chem. 73, 28, 1969.

[4] Wu, G. Heilig, M., Lentz, H. and Franck, E.U, Ber .Bunsenges Phys. Chem. 94, 24, (1990).

[5] Melnyk, T.W. and Smith, W.R., Chem. Phys. Lett. 28, 213, (1974).

[6] Scalise, O.H., Rodriguez, A.E. and Vericat, F., Chem.Phys.Lett. 100, 378 (1983).

[7] O.H. Scalise, Equilibrio de fases de una mezcla Ar-H2O. 87a. Reunión Nacional de Física. AFA 2002. La Falda, Cordoba, 16-19 Septiembre de 2002.

[8] O.H. Scalise, G.J. Zarragoicoechea and M. Silbert. Crítical behaviour of 2D Lennard-

Jones fluid mixtures. (invited paper). 77. Bunsen-Kolloquium: 1^st Workshop on Global

Phase Diagrams,Walberberg, near Cologne, Germany, March 21-24, (1999 ).

[9] O. H. Scalise, G. J. Zarragoicoechea, and M. Silbert, Phys. Chem. Chem. Phys. , (1999), 1,

4241-4244

[10] O.H. Scalise ,G.J. Zarragoicoechea , L. E. González and M. Silbert. Phase-Equilibria of

the two-dimensional Lennard-Jones Fluid: Reference systems and Perturbation Theory.

Mol. Physics Vol. 93 (5), 751- 755 (1998)

[11] P.H. Van Konnynenburg, and R.L Scott., Phils. Trans. R. Soc. London Ser. A,298 (1980).

[12] O.H. Scalise, Type I Gas-Liquid equilibria of a two dimensional Lennard-Jones Binary

Mixture. 16^th IUPAC Conference on Chemical Thermodynamics (Concurrent with the 55^th

Calorimetry Conference and the 10^th Symposium on Thermodynamics of Nuclear

Materials. Halifax, Nova Scotia, August 6 – 11, (2000).

[13] O.H. Scalise, Type I Gas-Liquid equilibria of a two-dimensional Lennard-Jones binary mixture. Fluid Phase Equilibria, 182, 59-64 , (2001).

[14] O.H. Scalise and M. Silbert, Phase behaviour of a two dimensional Lennard Jones

binary mixture II. Type III to Type transition. 76th International Bunsen Discusión

Meeting Global Phase Diagrams. Conference Center Walberberg, Germany August

19-22, (2001).

[15] O.H. Scalise and M. Silbert , Comportamiento de fases de una mezcla binaria de

Lennard- Jones en dos dimensiones II. Transición del tipo III al Tipo I. 86a. Reunión

Nacional de Física. AFA 2001. Centro de Convenciones Aristón Hotel , Rosario 18- 21

Septiembre de (2001).

[16] O.H. Scalise and M. Silbert ‘Phase behaviour of a two-dimensional Lenard-Jones

binary mixture II. Tpe III to Type I transition’ Phys.Chem. Chem.Phys. 4, 909-913 (2002).

[17] R.J. Sadus, ‘ Molecular Simulation of Fluids. Theory, Algoritms and Object-

Orientation.’ Elsevier, (1999).

[18] Panagiotopoulos, A.Z., Mol. Sim. 9,1, (1992).

[19] G.J. Zarragoicoechea, O.H. Scalise, Vol. 107 (11), 4358 (1997).

7- TRABAJOS DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO REALIZADOS O PUBLICADOS

EN ESTE PERIODO.

7.1. PUBLICACIONES

Autores: O.H. Scalise

Titulo: Type I Gas-Liquid equilibria of a two-dimensional Lennard-Jones binary mixture.

Nombre de la revista: Fluid Phase Equilibria

País de edición: HOLANDA

Tomo Revista-Nro. de página-año: 182, 59- 64 (2001)

Abstract:

The fluid phase behaviour of a two-dimensional binary mixture interacting via Lennard-Jones potentials is investigated using Thermodynamic Perturbation Theory. The reference system uses approximate, but accurate, analytic forms for a binary mixture of hard disks of equal diameter. It is also assumed that the Lorentz-Berthelot combination rules hold for the unlike pair interaction. In this work results are presented for the pressure-temperature-composition surface for the Type I gas-liquid equilibria phase diagram. A few points obtained via Gibbs Ensemble Monte Carlo simulations are also presented and compared with theory.

En esta publicación se presentan los primeros resultados que muestran la superficie termodinámica del ‘Tipo I ‘,( ver el punto 6. de este informe), que presenta el equilibrio gas-líquido de una mezcla binaria fluida en dos dimensiones. Considero que esta contribución es de importancia ya que es un paso hacia delante dado hacia la determinación del equilibrio termodinámico de las fases gas y liquido de las mezclas binarias de monocapas fluidas. Además, ya que no existen resultados similares publicados hasta el presente, puede sugerir la forma de superficie P-T-X, análoga a la correspondiente a mezclas binarias reales en los datos experimentales, los que hasta la fecha aun no se han realizado.

Autores: O.H. Scalise and M. Silbert

Titulo: Phase behaviour of a two-dimensional Lennard-Jones binary mixture II. Type III to Type I transition.

Nombre de la revista: Phys.Chem. Chem.Phys.

País de edición: INGLATERRA

Tomo Revista-Nro. de pagina-año: 4, 909-913 (2002)

Abstract

Calculations are presented on the phase behaviour of quasi-two dimensional Lennard-Jones fluid binary mixtures. Results obtained show the Type III phase equilibria diagram similar to the one observed in three-dimensional binary mixtures. A transition is found from Type III to Type I phase equilibria diagrams. The study uses a mean field theory similar to the one applied to a binary mixture of hard spheres with immersed point dipoles that showed that the transition was from Type III to Type IV instead. Consequently we suggest that, within mean field theories, Type IV phase diagram is only obtained if the interactions are angle- dependent.

Este trabajo constituye parte de lo que planificara realizar, con motivo del convenio con el Dr. Silbert de la University of East Anglia, UK, como he informado oportunamente a esa Comision. La participación que me cupo en este trabajo consintió en desarrollar parte del esquema teórico, diseñar los algoritmos de cálculo y obtención de resultados, los cuales presenté en el 76th International Bunsen Discusión Meeting Global Phase Diagrams. Conference Center Walberberg, Germany August 19-22, (2001).

Esta contribucion, tambien constituye en mi opinión, un trabajo de interés ya que puede sugerir la realización de experimentos donde se confirme, o nó, si el tipo de transición descripto por nuestro trabajo realmente tiene lugar en mezclas binarias de monocapas fluidas.

Autores: O.H. Scalise

Titulo: Equilibrio de fases de la mecla Ar-H2O.

Nombre de la revista: Anales AFA

Pais de edición: ARGENTINA

Tomo Revista-Nro. de página-año: aceptado (2003)

Abstract

En tres oportunidades (1966, 1969 y 1990) se realizaron experimentos, a presiones del orden de varios miles de atmósferas, para determinar el comportamiento crítico de la mezcla Ar-H₂O. Dichas investigaciones, exceptuando la realizada en 1969, mostraron que la mezcla exhibe lo que se conoce como equilibrio gas-gas del tipo II. En 1983, desarrollamos un esquema teórico que mostró tal comportamiento crítico. En este trabajo investigamos el comportamiento de las fases en equilibrio de dicha mezcla. Las isotermas calculadas se comparan con los datos experimentales; a la fecha no existen datos experimentales para las isobaras que aquí se presentan.

En este trabajo, se presentan resultados sobre las isotermas e isobaras de la mezcla Ar-H₂O a condiciones supercríticas. Es importante destacar que los resultados de las isobaras para esta mezcla aún no han sido obtenidos experimentalmente. Debo aclarar que los experimentos para obtener estos datos no son fáciles de obtener, razón por la cual para esta misma mezcla se obtuvieron en dos experimentos comportamientos del tipo de equilibrio

gas-gas completamente distintos. Debo agregar, que la re-investigación experimental de este sistema se realizó, tal vez, debido al hecho de que nuestros resultados teóricos mostraron un comportamiento contrario al que se había obtenido en la segunda investigación experimental de esta mezcla binaria.

7.1.1 CITACIÓN EN LIBROS DE LA ESPECIALIDAD DE TRABAJOS REALIZADOS

En dos textos de la especialidad se ha mencionado nuestro trabajo:

1- Richard J. Sadus, High Pressure Phase Behaviour of Multicomponent Fluid Mixtures, Elsevier Science Publications B.V. (1992).

Adjunto fotocopias de págs. 29 y 65; (ver Pág. D del material anexo).

Esta citación se refiere a los resultados que si bien, no fueron los únicos de la literatura, constituyeron uno de los cuatro trabajos que muestra resultados sobre mezclas binarias de sustancias cuadrupolares [1], publicado en 1987. Debo informar que también ha sido citado este trabajo en diferentes trabajos publicados, pero fundamentalmente en el trabajo de M.R. Stapleton , D.J. Tildesley, A.Z. Panagionotopoulos y N. Quirke [2] en el trabajo ‘Phase Equilibria of Quadrupolar Fluids by Simulation in the Gibbs Ensemble’. En la pág. 148 citan nuestro trabajo como uno de los cuatro trabajos teóricos conocidos. Adjunto fotocopia de las páginas 147,148,161, y 162 de la ref. [2] ; (ver Pág. E del material anexo). En este trabajo en 1989, los autores realizan la simulación de mezclas cuadrupolares utilizando supercomputadoras a efectos de comparar sus resultados con los de nuestro trabajo de 1987, como lo indican en la pág. 161, lo cual confirma lo dicho en la pág. 6 de este informe.

2- Richard J. Sadus, Molecular Simulation Fluids. Theory, Algorithms and Object-

Orientation.’ Elsevier, (1999).

Adjunto fotocopias de págs. 59 y 130; (ver Pág. F del material anexo).

La citación de nuestro trabajo, se refiere a la investigación que realizamos en 1997 con el objeto de describir el comportamiento GG(II) de las mezclas binarias fluidas mediante un esquema teórico de Teoría de Perturbaciones aplicado al potencial intermolecular de esferas rígidas iguales interactuando a través del exp-6 [3].

[1] O.H. Scalise, G. Zarragoicoechea, A.E. Rodríguez and R.D. Gianotti ,Quadrupolar binary fluid mixtures crítical lines from a hard sphere-Lennard Jones- quadrupolar molecular model., Journal Chemical Physics. 86 (11), 6432- 6437 (1987)

[2] M.R. Stapleton, , D.J. Tildesley, A.Z. Panagionotopoulos y N. Quirke. ‘Phase Equilibria

of Quadrupolar Fluids by Simulation in the Gibbs Ensemble’. Molecular Simulation. Vol.

2, 147-162 (1989).

[3] G. Zarragoicoechea and O.H. Scalise, On the gas-gas equilibria of second kind of non

polar fluid binary mixtures from a hard-sphere exp-6 molecular model.

Journal Chemical Physics. 107 (11), 4358-4363 (1987)

7.5 COMUNICACIONES.

Titulo: Comportamiento de fases de una mezcla binaria de Lennard-Jones en dos dimensiones II. Transición del tipo III al Tipo I.

Autores: O.H. Scalise y M. Silbert

Nombre del Congreso: 86a. Reunión Nacional de Física. AFA 2001.

Lugar y fecha de realización: Centro de Convenciones Aristón Hotel , Rosario 18-

21 Septiembre de 2001.

Titulo: Equilibrio de fases de una mezcla Ar-H2O

Autores: O.H. Scalise

Nombre del Congreso: 87a. Reunión Nacional de Física. AFA 2002.

Lugar y fecha de realización: La Falda, Córdoba, 16-19 Septiembre de 2002

7.7. TRABAJOS EN REALIZACIÓN.

Ya que es de interés verificar si el comportamiento de fases de sistemas cuasi-bidimensionales mediante técnicas de la Mecánica Estadística, puede predecir las propiedades de las mezclas binarias de monocapas fluidas, he continuado con las investigaciones de este proyecto. Parte de los trabajos de estas investigaciones que estoy desarrollando en el IFLYSIB involucran dichos estudios como asi también los que se refieren al estudio de las propiedades de fluidos en 3D.

TRABAJOS EN DESARROLLO Y A DESARROLLAR

a) Acerca de la influencia que sobre los diagramas de fases de las mezclas de monocapas fluidas ejerce la diferencia de tamaño de las moléculas.

He comenzado a trabajar en lo que planificara realizar en etapas subsiguientes de este proyecto de investigación. Ello consiste en estudiar la influencia que sobre los diagramas de fases de las mezclas de monocapas fluidas pudiera ejercer la diferencia de tamaño de las moléculas Debo señalar que éste, es un proyecto mucho más ambicioso que el que corresponde al estudio que involucra a las mezclas de discos de igual diámetro que interactúan según un potencial de Lennard-Jones, ya que exigirá mayor cantidad de trabajo computacional, que no será fácil realizar con las computadoras que disponemos en el IFLYSIB. Debo informar que muchos resultados del trabajo que involucró la colaboración con el Dr. Silbert de la University of East Anglia, fueron obtenidos utilizando computadoras de aquella Universidad en Inglaterra y parte de los mismos en las RISCs (IBM) del IFLYSIB, las cuales lamentablemente, a la fecha, han dejado de funcionar. De todas maneras, ya que es de fundamental importancia poder obtener los diagramas de fases de estos sistemas por las posibles aplicaciones en las áreas de, para citar algunas, Fisicoquímica e Industria Farmacéutica por ejemplo, intentaré continuar con el proyecto. Debo señalar que existe creciente interés en este campo de investigación como he podido comprobar por las discusiones mantenidas con diferentes colegas en el Segundo Workshop International Bunsen Discussion Meeting Global Phase diagrams, Walberberg, August 19-22 (2001) Walberberg, Germany. A la fecha, al menos en mi conocimiento, aún no existen esquemas teóricos ni tampoco diagramas de fases de estos sistemas obtenidos experimentalmente

b) En etapas posteriores de este proyecto planeo realizar investigaciones tendientes a obtener las superficies termodinámicas de mezclas binarias bidimensionales que describen el así conocido como diagrama ‘Tipo III’ [1] de mezclas binarias. En el libro de Rowlinson and F. L Swinton, Liquids and Liquid Mixtures, 3rd Edition, Butterworth Scientific, London, 1982 se presentan diagramas esquemáticos de estas superficies;( ver pág. 4B de este informe).

11- DIRECCION DE BECARIOS Y/O INVESTIGADORES.

Dirección de Becarios.

Codirector, con el Dr. Fernando Vericat del trabajo del Lic. Luis Ariel Pugnaloni prorroga de Beca de Perfeccionamiento del CONICET. Tema: Percolación continua en sistemas Coulombianos y Newtonianos’. Periodo:1 de Julio de 2000- 30 de junio de 2001.

13- PARTICIPACIÓN EN REUNIONES CIENTÍFICAS.

TRABAJOS PRESENTADOS EN REUNIONES CIENTÍFICAS EN EL EXTERIOR

Título: Phase behaviour of a two dimensional Lennard Jones binary mixture II. Type III to Type I transition

Autores: O.H. Scalise and M. Silbert

Lugar: 76th International Bunsen Discusión Meeting Global Phase Diagrams. Conference Center Walberberg, Germany

Fecha: August 19-22, 2001

Participe de este Simposio por invitación de los organizadores para presentar el trabajo arriba indicado. En lo que respecta a mi participación en lo que corresponde al trabajo, es la que indico arriba en la sección 7.

19- OTROS ELEMENTOS DE JUICIO NO CONTEMPLADOS EN LOS TÍTULOS

Denominación: Investigación

Tipo: Revisor de trabajos ( Reviewer)

Descripcion: Evaluador de Proyectos de Investigación internacionales presentados en la GRANT AGENCY OF THE CZECH REPUBLIC.

Denominación: Investigación

Tipo: Revisor de trabajos ( Referee )

Descripción: Referee de trabajos de investigación de la PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS.

Denominación: Investigación

Tipo: Revisor de trabajos ( Referee )

Descripción: Referee de trabajos de investigación de la ANALES AFA .

Denominación: Investigación

Tipo: Publicación de antecedentes biográficos.

Descripción: International Biographical Centre Cambridge, England. (se adjuntan copias de notas recibidas en Pág. G del material anexo, en respuesta a la solicitud de datos que me fueran solicitados oportunamente).

20- TÍTULOS Y PLAN DE TRABAJO A REALIZAR EN EL PROXIMO PERÍODO.

El objetivo fundamental del programa de investigación propuesto consiste en describir las propiedades de fluidos puros y mezclas binarias en 2D y 3D, mediante técnicas teóricas de la Mecánica Estadística y métodos de simulación numérica. Para ello, las investigaciones que estoy desarrollando deberán, en las próximas etapas, concentrarse en:

ESTUDIO DE PROPIEDADES DE FLUIDOS EN 3D:

1) Estudio de las transiciones entre los distintos tipos de diagramas de fases de mezclas binarias fluidas.

Ya que recientemente, como fuera indicado arriba, la transición que hemos obtenido entre distintos tipos de diagramas de mezclas binarias en 2D es de Tipo III-I [1]; (adjunto separata en Pág. C del material anexo), es de interés investigar el porqué de tales resultados, ya que en mezclas binarias la transición observada experimentalmente es del Tipo III-IV. En la actualidad el proyecto en que estoy trabajando en el IFLYSIB tiene, entre otras, la meta de obtener el tipo de transiciones entre los distintos tipos de diagramas de mezclas binarias no polares en 3D.

2) Desarrollo de algoritmos computaciones en C++ para ser aplicados a la

simulación numérica de fluidos puros y mezclas en 2D y 3D.

Se implementaran dichos algoritmos a efectos de disponer de códigos computacionales que puedan trabajar en computadoras tipo PCs con el objeto de continuar con el proyecto de investigación que involucra a la simulación numérica de fluidos simples y mezclas binarias.

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[1] O.H. Scalise and M. Silbert ‘Phase behaviour of a two-dimensional Lenard-Jones

binary mixture II. Tpe III to Type I transition’ Phys.Chem. Chem.Phys. 4, 909-913 (2002).

ESTUDIO DE PROPIEDADES DE FLUIDOS EN 2D:

1) Investigación de la influencia del tamaño de las moléculas sobre los diagramas de fases de mezclas binarias de monocapas fluidas.

Se estudiara mediante desarrollos teóricos la influencia que pueda ejercer la diferencia del tamaño y/o forma de las moléculas sobre los diagramas de fases de los sistemas indicados.

2) Investigación de las superficies termodinámicas de mezclas binarias

Bidimensionales.

Recientemente he publicado un trabajo [1] donde se presenta la superficie termodinámica del así conocido diagrama Tipo I de una mezcla binaria fluida conformada por moléculas representadas por el potencial de esferas rígidas iguales interactuando a través del potencial de Lennard-Jones. Es de interés poder obtener este tipo de superficies termodinámicas para contribuir a la descripción de las fases en equilibrio de estos sistemas. Se intentará, además desarrollar nuevas técnicas a efectos de poder obtener, mediante simulación numérica, las fases en equilibrio termodinámico de las mezclas binarias arriba mencionadas.

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[1] O.H. Scalise, Type I Gas-Liquid equilibria of a two-dimensional Lennard-Jones binary mixture. Fluid Phase Equilibria, 182, 59-64 , (2001).

MATERIAL ANEXO