Diferencia entre revisiones de «Física mesoscópica»

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Revisión del 23:44 24 feb 2010

La física mesoscópica se dedica al estudio de sistemas microscópicos (grupos de átomos) cuyas propiedades sean significativamente diferentes al material masivo. Dicho de otra manera, en las estructuras mesoscópicas las propiedades físicas están alteradas por efecto del tamaño. Sin embargo, el tamaño a partir del cual un sistema comienza a comportarse como sistema mesoscópico depende fuertemente del material particular.

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 [[Categoría:Física atómica|mesoscópica]]
-Entre los diversos materiales con que se ha experimentado en la Universidad de Colonia, está el curioso compuesto llamado "Polianilina protonada" (PAni-ES). Este polímero es un conductor orgánico de la electricidad. Para establecer una comparación, diremos que la conductividad de la PAni-ES es , mientras que para el Cu, .
-Con una conductividad cien veces menor a la de un conductor metálico, ¿por qué razón sería de interés la PAni-ES? Parte de la respuesta reside en el hecho de que los materiales orgánicos son baratos, muy, pero muy baratos comparados con los minerales metálicos. Por otra parte, son flexibles, ligeros y no se oxidan.
-Actualmente se aplica como cubierta anitestática en circuitos eléctricos o bien como película anticorrosión en barcos. Para el futuro, se estudia la posibilidad de producir cables orgánicos.
-El modelo propuesto para este material consiste en una serie de "dominios" conductores dispuestos en una matriz aislante. Esto fue sugerido al estudiar la manera en que la conductividad depende de la temperatura. Así, los electrones viajan encontrando ciertas barreras de potencial entre un dominio conductor y el siguiente. Este modelo se relaciona mucho con los materiales de la siguiente sección.
-Fig 1. Modelo para el superconductor orgánico PAni-ES
-Partículas mesoscópicas en matrices aislantes (o cómo producir conductores a la medida)
-La inspiración para el modelo de la PAni-ES provino del hecho de que, al mismo tiempo que se estudiaba aquella, se estudiaba también el problema de un material conformado por pequeñas partículas conductoras inmersas en una matriz aislante.
-Las partículas pequeñas se apiñan en los huecos dejados por las partículas aislantes, de manera que se crean una multitud de "circuitos", de manera que la conductividad del circuito equivalente (es decir, del material) dependerá de los detalles de la cantidad y densidad de empaque de las partículas conductoras en el material. Esto permite crear materiales que tengan una conductividad a la medida de nuestras necesidades.
-Fig 2. Modelo para un conductor a la medida
-Algunas aplicaciones para este tipo de materiales son los sockets para los tubos de rayos X y de alta frecuencia, inhibidores de descargas y como elementos de un cuarto de onda para la absorción de campos electromagnéticos.
-Uno de los "problemas" que se presentan con este material es el debido a la dependencia de la conductividad con la longitud de onda (o la frecuencia). Esto es debido a que las diferentes longitudes de onda "sondean" diferentes longitudes en el material, para las cuales las aglomeraciones del conductor presentan diferentes características.
-Otro de los problemas, por supuesto, es el debido a la compactación: si se piensa en el material como un medio granular, se ve que es de esperarse que el material vaya cambiando su conductividad a medida que las partículas conductoras y no conductoras van "percolandose" y acomodándose entre sí.