La estructura de un empaque de partículas se puede caracterizar por su porosidad y número de coordinación. La porosidad es la fracción del volumen total que no está ocupada por partículas. El número de coordinación es el número promedio de partículas que están en contacto con una partícula determinada.
El empaquetamiento de partículas en un espacio confinado se ve afectado por una serie de factores, incluida la forma de las partículas, el tamaño de las partículas y la cantidad de confinamiento.
Para partículas esféricas, el empaquetamiento más denso es la estructura cúbica centrada en las caras (fcc). En la estructura fcc, cada partícula está en contacto con otras 12 partículas.
Para partículas no esféricas, a menudo no se conoce cuál es el empaquetamiento más denso. Sin embargo, existen varios métodos que se pueden utilizar para estimar el empaquetamiento más denso.
Un método para estimar el empaquetamiento más denso es el método de empaquetamiento cerrado aleatorio (rcp). El método rcp implica generar una gran cantidad de configuraciones de partículas aleatorias y luego seleccionar la configuración con la porosidad más baja.
Otro método para estimar el empaquetamiento más denso es el método de Monte Carlo. El método Monte Carlo implica simular el empaquetamiento de partículas moviéndolas aleatoriamente y luego aceptar o rechazar movimientos según la energía del sistema.
El empaquetamiento de partículas en un espacio confinado se puede utilizar para diseñar materiales con propiedades específicas. Por ejemplo, se pueden utilizar materiales con una alta porosidad como filtros, mientras que materiales con un alto número de coordinación se pueden utilizar como materiales resistentes.
El empaquetado de partículas en un espacio confinado es un problema complejo que aún no se comprende del todo. Sin embargo, existen varios métodos que pueden usarse para estimar el empaquetamiento más denso y diseñar materiales con propiedades específicas.
