III Simposio de Postgrado 2025: Ingeniería, ciencia e innovación

01 37 Ruptura de un nanocable anisotrópico: ¿Es una inestabilidad de Rayleigh-Plateau? Carla Rospigliossi G. ¹* Mathis Plapp ² *E-mail: carla.rospigliossi@ug.uchile.cl ¹ Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Chile. ² Fisica de la Materia Condensada, École Polytechnique, Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS). Resumen Un chorro cilíndrico de líquido es ines- table frente a pequeñas perturbacio- nes, resultando en su desintegración en gotas, lo cual fue descrito por primera vez por Rayleigh y Plateau. Esta ruptu- ra depende del mecanismo de trans- porte: mientras lo anterior considera el flujo hidrodinámico, posteriormente Nichols y Mullins explicaron la similar ruptura de un nanocable mediante el transporte difusivo de masa a lo largo de sus superficies. Actualmente, los nanocables se fabri- can de manera rutinaria para su uso en dispositivos electrónicos. A diferen- cia de los líquidos, tienen una energía superficial anisotrópica, es decir, de- pendiente de la orientación cristalina, lo que resulta en formas de equilibrio direccionalmente dependientes. Surge entonces la pregunta de si el mecanis- mo de ruptura planteado por Rayleigh y Plateau sigue siendo válido en super- ficies fuertemente anisotrópicas. Un estudio reciente [1] encontró que la anisotropía en nanocables suprime la inestabilidad de Rayleigh-Plateau para __Referencias [1] N. Wang and A. Karma, Fragmentation of faceted crystalline wires, Phys. Rev. Materials 6, 106002 (2022) [2] T. Philippe, H. Henry, M. Plapp: A regularized phase-field model for faceting in a kinetically controlled crystal growth, Proceedings of the Royal Society A 476, 20200227 (2020) el caso de anisotropía suave, identifican- do la necesidad de una perturbación de amplitud finita para generar la inestabi- lidad, contrario a la inestabilidad frente a perturbaciones infinitesimales del flu- jo hidrodinámico. Este proyecto tiene como objetivo explorar la dinámica de ruptura en el caso de anisotropía fuer- te, determinando si la desintegración del nanocable requiere perturbaciones infi- nitesimales o de amplitud finita. En este caso se generan pronunciadas crestas en la forma de equilibrio que suponen un desafío mayor para la resolución de las ecuaciones de movimiento que rigen esta dinámica. Para responder a esta pregunta se em- plea un enfoque numérico basado en un reciente modelo de campo de fases en tres dimensiones que permite la in- corporación de anisotropía fuerte [2] . El trabajo realizado incluye la implementa- ción y validación de este modelo, la eje- cución de simulaciones de la evolución de un nanocable frente a diferentes per- turbaciones, y un análisis de estabilidad e interpretación de los resultados.