p Dois pesquisadores do NJIT demonstraram que, usando uma abordagem baseada em continuum, eles podem explicar a dinâmica das partículas de metal líquido em um substrato de nanoescala. "Simulação numérica de nanopartículas de metal fundido ejetadas liquidificadas por irradiação a laser:interação da geometria e desparafinação, " apareceu em Cartas de revisão física (16 de julho, 2013). p A evolução das gotas de fluido depositadas em substratos sólidos tem sido um foco de grande esforço de pesquisa por décadas, disse o co-autor Shahriar Afkhami, professor assistente do Departamento de Ciências Matemáticas do NJIT. Este esforço tornou-se particularmente extenso em nanoescala, devido à relevância das nanoestruturas em uma variedade de campos, variando de sequenciamento de DNA a plasmônica e nanomagnetismo. E a pesquisa também se aplica a telas de cristal líquido e designs de painéis solares. "

p Nesse trabalho, Afkhami com o professor Lou Kondic do NJIT, também no Departamento de Ciências Matemáticas, estudou as nanoestruturas de metal líquido colocadas sobre substratos sólidos. O estudo é de relevância direta para a montagem automática e dirigida de nanopartículas metálicas em superfícies. Por exemplo, o tamanho e a distribuição das partículas metálicas afetam fortemente o rendimento dos dispositivos de células solares, Afkhami disse.

p Nesse trabalho, Contudo, os pesquisadores demonstram que o uso de uma abordagem baseada em contínuo é apropriado em nanoescala, onde os pressupostos básicos da mecânica dos fluidos contínuos são levados ao limite. A pesquisa da dupla é a primeira tentativa de utilizar simulações de última geração baseadas na mecânica dos fluidos contínuos para explicar a dinâmica das partículas de metal líquido em um substrato em nanoescala.

p "Demonstramos que as simulações contínuas fornecem um bom acordo qualitativo com as simulações atomísticas nas escalas de comprimento na faixa de 1-10 nm e com as escalas de comprimento dos experimentos físicos medidos na faixa de 100 nanômetros, "acrescentou Kondic.

p Kondic está envolvida na modelagem matemática e simulação de materiais granulares, bem como no desenvolvimento de métodos numéricos para equações diferenciais parciais altamente não lineares relacionadas aos fluxos de filmes líquidos finos. Em 2005, Kondic recebeu uma bolsa da Fundação Fulbright e viajou para a Argentina para estudar a dinâmica de filmes líquidos não newtonianos envolvendo linhas de contato. Ele atualmente lidera quatro projetos financiados pelo governo federal, totalizando mais de US $ 800, 000

p Afkhami usa modelagem computacional e matemática para ajudar os pesquisadores a entender melhor uma série de fenômenos de engenharia da vida real. Seu trabalho inclui o exame de sistemas biomédicos, polímeros e plásticos, microfluídica e nanomateriais. Sua pesquisa busca a existência de soluções e problemas envolvendo fluxos de fluidos da estabilidade ao comportamento assintótico.

p O projeto de pesquisa atual de Afkhami é descobrir numericamente uma maneira melhor de entender a dinâmica das misturas de fluidos. O esforço será vinculado a seu novo NSF $ 252 de três anos, 000 subsídio (2013-16) para desenvolver uma estrutura computacional de última geração para líquidos poliméricos. Os frutos desse trabalho acabarão tendo um amplo efeito em aplicações complexas, por exemplo, como o sangue e outros fluidos corporais fluem em dispositivos microfluídicos, bem como encontrar melhores maneiras de melhorar o fluxo de emulsões ao misturar ou processar polímeros.