Coloquio: Líquidos Transgresores

Martín G. Bellino
Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (CNEA-CONICET)

En esta charla nos haremos la siguiente pregunta: ¿Podremos hacer quelos líquidos se comporten de manera sorprendente e incluso como si tuvieran vida? Les anticipo que la respuesta es Sí! y que sólo necesitamos gotas y una superficie nanoporosa. Mostraré que existe una evaporación mejorada por nanoporos que desafía el paradigma del fenómeno de evaporación mostrando comportamientos contra-intuitivos: las gotas más frías o más salinas se evaporan más rápido.[1] Luego mostraré que un par de gotas químicamente complementarias puedenvolverse inteligentemente interactivas al ser colocadas sobre una superficie nanoporosa (operación autónoma de estímulo-respuesta con diferenciación de roles), asemejándose a fenomenologías típicas de los sistemas vivos.[2] Esta visión renovada de la interacción fluido-nanomaterial aporta nuevos escenarios tanto para la comprensión
de fenómenos naturales (incluyendo origen de la vida) como para aplicaciones industriales y tecnológicas como el desarrollo de microfluídica robótica inteligente.

[1] R. Gimenez, G. Soler-Illia, C.L.A. Berli, M. G. Bellino. Nanopore-Enhanced Drop Evaporation: When Cooler or More Saline Water Droplets Evaporate Faster. ACS Nano 14, 2702 (2020).

[2] A. Pizarro, C.L.A. Berli, G. Soler-Illia, M. G. Bellino. Droplets in underlying chemical communication recreate cell interaction behaviors. Nature Commun 13, 3047 (2022).Aula Federman - Primer Piso -
Pabellón 1 - Ciudad Universitaria - CABA.

Coloquio: How to measure entropy in mesoscopic systems

Eran Sela - Tel Aviv University

Entropy is a key characteristic of states of matter, but its measurement is typically limited to bulk systems. For this reason measurements of nontrivial entropy signatures reflecting correlations and frustration in various exotic excitations in condensed matter systems, such as Kondo impurities and Majorana states, have remained elusive. I will discuss recent experimental progress in measuring entropy in mesoscopic systems, using charge sensors of quantum dot type systems combined with thermodynamic Maxwell relations. I will show some encouraging experimental results opening the door for novel entropic probes, along with experimental puzzles.

Coloquio: Fotónica inspirada en la materia condensada

Pablo Bianucci
Departamento de Física, Concordia University, Montreal, Canadá.

La óptica y la física de la materia condensada siempre han tenido una relación muy cercana, basada principalmente en entender y predecir las propiedades ópticas de los materiales. Gracias a avances recientes en la fabricación de dispositivos fotónicos integrados, ahora podemos explorar esta relación desde otro punto de vista, usando modelos de materia condensada para entender el comportamiento de la luz en sistemas fotónicos integrados. En este Coloquio voy a presentar nuestro trabajo reciente usando física de la materia condensada como una inspiración para el análisis y diseño de sistemas fotónicos.

Como ejemplo podemos usar teorías perturbativas, para entender los efectos de perturbaciones de la geometría de un anillo óptico en la distribución de sus modos resonantes. Según el tipo de perturbación podemos usar teorías  como aquellas usadas para gases de electrones cuasi-libres, o modelos de "tight-binding". Otro ejemplo es usar propiedades topológicas de redes de elementos ópticos ("fotónica topológica") para manipular la propagación de luz. Una configuración puramente dieléctrica es un análogo fotónico del efecto Hall cuántico de spin para crear estados confinados en un sistema cuasi-2D. Hemos logrado demostrar que es posible optimizar el confinamiento topológico en guías de ondas planas usando formas híbridas para los elementos ópticos individuales usados para formar la red.

Coloquio: Luthería Digital y Sistemas Dinámicos 

Manuel Eguia
LAPSo, Universidad Nacional de Quilmes

Así como el término Luthier, que designaba originalmente a los fabricantes de laúdes, se extendió luego a las cuerdas frotadas y a otros instrumentos musicales, podemos hablar de una lutheria “generalizada” como la técnica que involucra la generación y el control del sonido por cualquier medio con un fin artístico. En esta charla vamos a presentar de manera informal algunos desarrollos de nuestro grupo en este sentido y en particular el uso de la dinámica no lineal para replicar instrumentos de viento y crear nuevos instrumentos digitales. 

El propósito es desarrollar una herramienta accesible para explorar modelos dinámicos mediante la “sonificación” en tiempo real de las ecuaciones y que permita, por ejemplo en el caso de la réplica acústica, que instrumentistas experimentados puedan establecer correspondencias con sonoridades específicas de su práctica instrumental. 

Coloquio: ¿Podemos darle vida a los nanomateriales?

Galo Soler Illia (Instituto de Nanosistemas, Escuela de Bio y  Nanociencias, UNSAM)

El desarrollo de las nanotecnologías implica crear y manejar una gran variedad de materiales nanoestructurados, cuyas propiedades dependen de su composición, tamaño, forma y superficie. Estos nanomateriales 
pueden ser considerados a su vez bloques de construcción de nanosistemas más complejos, que combinan diferentes regiones con propiedades pre-establecidas (ej: conductividad, luminiscencia, catálisis, afinidad (bio)química, etc).

Entre los desarrollos más recientes, está la posibilidad de construir nanosistemas inteligentes que respondan a estímulos externos como la luz, el pH, la composición química, la presión, etc. Estos nanomateriales “inteligentes” pueden ser programados para comportarse de manera autónoma, y tienen un enorme potencial en diagnóstico, terapias, sensado, robótica blanda, interfaz humano-máquina, etc.

Presentaremos diferentes rutas y estrategias basadas en el control de procesos físicos (autoensamblado molecular, confinamiento) y químicos (reactividad controlada y localizada) para diseñar nanosistemas que 
puedan responder de una manera espontánea y aparentemente “viviente” a estímulos externos. La idea centrar implica combinar diferentes nanocomponentes en arquitecturas complejas, y establecer reglas y 
métodos de comunicación entre ellos. El rol de las interfaces (superficie externa, nanoporos) y del transporte de señales (carga, moléculas, cambios de volumen) entre estas diferentes regiones nos permite controlar los caminos que llevan del estímulo a la respuesta. Ilustraré estos conceptos con ejemplos en las áreas de sensado, catálisis y nanofluídica. Estos son los primeros pasos para dotar de inteligencia a los materiales del futuro, inspirados en la complejidad de los sistemas biológicos.

  1. Coloquio: La dinámica oculta, una breve introducción a la tectónica de placas
  2. Coloquio: Lenguajes de programación y lógica para computación cuántica
  3. Coloquio: Óptica no lineal, de las fibras ópticas a la óptica integrada.
  4. Coloquio: Litio en tecnología nuclear o como aumentar su cadena de valor en forma sustentable

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