stringtranslate.com

Filtración

En la percolación del café, los compuestos solubles salen de los posos del café y se unen al agua para formar el café . Los compuestos insolubles (y los granulados) permanecen dentro del filtro del café .
Percolación en una red cuadrada.

En física , química y ciencia de los materiales , la percolación (del latín percolare  'filtrar, dejar pasar') se refiere al movimiento y filtrado de fluidos a través de materiales porosos. Se describe mediante la ley de Darcy . Desde entonces se han desarrollado aplicaciones más amplias que cubren la conectividad de muchos sistemas modelados como redes o gráficos, análogas a la conectividad de los componentes de la red en el problema de filtración que modula la capacidad de percolación.

Fondo

Durante las últimas décadas, la teoría de la percolación , el estudio matemático de la percolación , ha aportado nuevos conocimientos y técnicas a una amplia gama de temas en física, ciencia de los materiales, redes complejas , epidemiología y otros campos. Por ejemplo, en geología , la percolación se refiere a la filtración de agua a través del suelo y las rocas permeables. El agua fluye para recargar el agua subterránea en el nivel freático y los acuíferos . En lugares donde se planean cuencas de infiltración o campos de drenaje séptico para eliminar cantidades sustanciales de agua, se necesita una prueba de percolación de antemano para determinar si es probable que la estructura prevista tenga éxito o fracase. En la red cuadrada bidimensional, la percolación se define de la siguiente manera. Un sitio está "ocupado" con probabilidad p o "vacío" (en cuyo caso se eliminan sus bordes) con probabilidad 1 - p; el problema correspondiente se llama percolación del sitio, consulte la Figura 2.

La percolación suele mostrar universalidad . Los conceptos de física estadística , como la teoría de escala, la renormalización , la transición de fase , los fenómenos críticos y los fractales, se utilizan para caracterizar las propiedades de la percolación. La combinatoria se emplea habitualmente para estudiar los umbrales de percolación .

Debido a la complejidad que implica obtener resultados exactos a partir de modelos analíticos de percolación, se suelen utilizar simulaciones por ordenador. El algoritmo más rápido actual para la percolación fue publicado en 2000 por Mark Newman y Robert Ziff. [1]

Ejemplos

Véase también

Referencias

  1. ^ Newman, Mark ; Ziff, Robert (2000). "Algoritmo de Monte Carlo eficiente y resultados de alta precisión para percolación". Physical Review Letters . 85 (19): 4104–4107. arXiv : cond-mat/0005264 . Código Bibliográfico :2000PhRvL..85.4104N. CiteSeerX  10.1.1.310.4632 . doi :10.1103/PhysRevLett.85.4104. PMID  11056635. S2CID  747665.
  2. ^ Brunk, Nicholas E.; Twarock, Reidun (23 de julio de 2021). "La teoría de la percolación revela propiedades biofísicas de partículas similares a virus". ACS Nano . 15 (8). Sociedad Química Estadounidense (ACS): 12988–12995. doi : 10.1021/acsnano.1c01882 . ISSN  1936-0851. PMC 8397427 . PMID  34296852. 
  3. ^ Brunk, Nicholas E.; Lee, Lye Siang; Glazier, James A.; Butske, William; Zlotnick, Adam (2018). "Jenga molecular: la transición de la fase de percolación (colapso) en las cápsides de virus". Biología física . 15 (5): 056005. Bibcode :2018PhBio..15e6005B. doi :10.1088/1478-3975/aac194. PMC 6004236 . PMID  29714713. 
  4. ^ Lee, Lye Siang; Brunk, Nicholas; Haywood, Daniel G.; Keifer, David; Pierson, Elizabeth; Kondylis, Panagiotis; Wang, Joseph Che-Yen; Jacobson, Stephen C.; Jarrold, Martin F.; Zlotnick, Adam (2017). "Una placa de pruebas molecular: eliminación y reemplazo de subunidades en una cápside del virus de la hepatitis B". Protein Science . 26 (11): 2170–2180. doi :10.1002/pro.3265. PMC 5654856 . PMID  28795465. 
  5. ^ Grassberger, Peter (1983). "Sobre el comportamiento crítico del proceso epidémico general y la percolación dinámica". Ciencias biológicas matemáticas . 63 (2): 157–172. doi :10.1016/0025-5564(82)90036-0.
  6. ^ Newman, MEJ (2002). "Propagación de enfermedades epidémicas en redes". Physical Review E . 66 (1 Pt 2): 016128. arXiv : cond-mat/0205009 . Bibcode :2002PhRvE..66a6128N. doi :10.1103/PhysRevE.66.016128. PMID  12241447. S2CID  15291065.

Lectura adicional