Tesina presentada por Axel Orellán Hernández [axel.orellanhz@udlap.mx]

Licenciatura en Física. Departamento de Actuaría, Física y Matemáticas. Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Director: Dr. Saúl Iván Hernández Hernández
Sinodal: Dr. Miguel Ángel Ocaña Bribiesca
Sinodal: Dra. Melina Gómez Bock
Sinodal: Dra. Milagros Zeballos Rebaza
Sinodal: Dr. Victor Andreevich Vysloukh Enisova
Sinodal: Dr. Martin Hentschinski

Cholula, Puebla, México a 9 de diciembre de 2020.

Resumen

La simulación de cristales líquidos ha sido ampliamente estudiada a través de diferentes métodos de integración para varios conjuntos de parámetros Gay-Berne, especialmente aquellos que cuentan en buena medida con una contraparte experimental. Esta investigación se encargó de obtener resultados preliminares sobre el efecto de la parametrización GB(4.4,20,2,1) en un diagrama de fases correspondiente a un colectivo NPT con 20,000 moléculas prolatas quirales y aquirales. Se encontró que el sistema sin quiralidad exhibió las fases I, N y SmB, mientras la región N* del sistema con parámetro quiral Ch=0.6 presentó variantes en la formación de las capas colestéricas para un amplio rango de presiones y temperaturas. Por último, un conjunto de fases azules se encontraron en las temperaturas más bajas de las presiones más altas simuladas.

Palabras clave: Dinámica Molecular, Mesofases, Modelo Gay-Berne, Fases Azules.

Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Antecedentes Históricos

  • 2.1 Breve historia sobre los cristales líquidos
  • 2.2 Antecedentes en simulación computacional

Capítulo 3. Mesógenos & Mesofases de un Cristal Líquido

  • 3.1 Fase isótropa (I)
  • 3.2 Fase sólida cristalina (S)
  • 3.3 Fase nemática (N)
  • 3.4 Fases esmécticas (Sm)
  • 3.5 Fases quirales

Capítulo 4. Interacciones Intermoleculares

  • 4.1 Potencial de Lennard-Jones
  • 4.2 Modelo de Solapamiento Gaussiano
  • 4.3 Modelo de Gay-Berne

Capítulo 5. Métodos de Simulación Molecular

  • 5.1 Dinámica molecular
  • 5.2 Algoritmo de Verlet
  • 5.3 Condiciones periódicas en la frontera
  • 5.4 Ensamble NPT
  • 5.5 Unidades reducidas

Capítulo 6. Preparación de la Muestra

  • 6.1 Implementación en Python
  • 6.2 Configuración de las corridas
  • 6.3 Herramientas de visualización

Capítulo 7. Resultados & Análisis

  • 7.1 Quiralidad 0.0
  • 7.2 Quiralidad 0.6

Capítulo 8. Conclusiones

  • 8.1 Trabajo a futuro

Referencias

Anexo A. Programas escritos en Python

Anexo B. Gráficas obtenidas en Ovito y VMD

Orellán Hernández, A. 2020. Diagrama de fases de un cristal líquido con la parametrización GB(4.4,20,2,1) mediante simulaciones de dinámica molecular. Tesina Licenciatura. Física. Departamento de Actuaría, Física y Matemáticas, Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Diciembre. Derechos Reservados © 2020.