04/02/2014 - Nuevas claves sobre el comportamiento termodinámico de los nanosistemas

Menéame

La energía que pierden los sistemas pequeños, como por ejemplo los nanodispositivos, puede ser crucial para que este tipo de sistemas funcione de manera óptima. Según los principios de la termodinámica, la aplicación de la teoría de la estabilidad y la mecánica estadística clásica a la descripción de sistemas pequeños en condiciones externas que los desestabilizan muestra una producción constante de calor cuando el sistema oscila entre dos configuraciones estructurales o fases termodinámicas.

Un estudio publicado en la revista Physical Review E, firmado por Agustín Pérez, del Departamento de Física Fundamental de la Universidad de Barcelona, e Iván Santamaría, de la Universidad Nacional Autónoma de México, analiza las implicaciones que la forma finita de un sistema tiene en su comportamiento termodinámico.

«Los resultados de la investigación despiertan gran interés; ya que sustentan la validez de la dinámica de producción y conversión de energía en nanodispositivos. Recientemente, se han descrito posibles aplicaciones en nanogeneradores de energía, sistemas basados en el efecto piroeléctrico y sistemas de almacenamiento de energía eléctrica, como las pilas», explica Agustín Pérez.

Cuando un sistema macroscópico está sujeto a condiciones desestabilizadoras, se separa en dos o más fases que pueden coexistir en equilibrio. Esto genera interfases y, finalmente, emergen nuevos sistemas termodinámicos.

No obstante, si el sistema es finito y suficientemente pequeño, como es el caso de los nanodispositivos, la formación de una interfase podría implicar un excesivo coste energético y, por lo tanto, ser energéticamente desfavorable. De este modo, el sistema permanecerá en un estado estacionario muy sensible a las fluctuaciones. Dado que los parámetros termodinámicos de ambos estados difieren de los de las condiciones externas, aparece una fuerza termodinámica denominada oscilación crítica, que conduce el sistema hacia un estado de inestabilidad impuesto desde el exterior y en el que no puede permanecer. «La investigación permite predecir que este peculiar comportamiento de los sistemas pequeños sustenta la dinámica de producción, almacenamiento y conversión de energía en nanodispositivos», concluye Pérez.

Artículo:

I. Santamaría-Holek, A. Pérez-Madrid. «Thermostatistical Description of Small Systems in Non-Equilibrium Conditions: Energy Conversion and Harvesting». Physical Review E, 30 de enero de 2014. DOI: DOI: 10.1103/PhysRevE.89.012144

______________________

Universidad de Barcelona

El Colegio Oficial de Ingenieros Industriales de Madrid (COIIM) acogió este pasado 21 de octubre una jornada técnica sobre la seguridad contra incendios en establecimientos industriales y los desafíos específicos de las grandes plataformas logísticas. El encuentro fue organizado por la Comisión de Seguridad Industrial, Prevención de Riesgos Laborales y Protección contra Incendios del COIIM/AIIM junto con la Asociación de...

La Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) de la Universidad de Zaragoza ha difundido la convocatoria de la nueva temporada de Technovation Girls 2027 Aragón, una iniciativa internacional que acerca la tecnología, la inteligencia artificial y el emprendimiento a niñas y jóvenes de entre 8 y 18 años. La presentación de la edición se celebró este pasado 23 de octubre...

AMB Green Power ha recibido el Premio de la Energía 2026 en la categoría de Digitalización Energética por EnergestIA, un proyecto desarrollado por el Instituto Tecnológico de Aragón (ITA) para mejorar el dimensionamiento y la operación de baterías en instalaciones de autoconsumo fotovoltaico. Este reconocimiento se entregó el 22 de octubre en Zaragoza durante la quinta edición de la Noche...

El Boletín Oficial del Estado publicó el 23 de octubre el Real Decreto 845/2026, de 21 de octubre, que establece las normas españolas necesarias para aplicar dos reglamentos europeos destinados a reforzar el suministro de materias primas fundamentales y la fabricación de tecnologías de cero emisiones netas. La disposición entró en vigor el 24 de octubre de 2026. Su objetivo...

El Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universitat Jaume I de Castellón programó para el 1 de octubre de 2026 su VII Jornada de Transferencia Tecnológica UCIE-INAM, bajo el lema «De la investigación básica al producto comercial». La convocatoria se centró en acercar los resultados de la investigación a empresas, profesionales y agentes de innovación. Del laboratorio a las...