Dr. Robinson Cortes-Huerto

Robin Cortes-Huerto studierte Physik und absolvierte sein Lizenz- und Masterstudium an der Universidad Nacional de Colombia in Bogota. Er zog 2006 nach Belfast und promovierte 2010 unter der Leitung von Prof. Pietro Ballone. Nach zwei Postdoc-Stellen am CINaM-Marseille, INSP-Paris und CEA-Saclay trat er in die Gruppe von Prof. Kurt Kremer am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) ein. Am MPI-P erhielt er 2015 ein Alexander von Humboldt Forschungsstipendium und 2019 wurde er zum Gruppenleiter ernannt. Seine Forschungstätigkeit umfasst die Entwicklung der adaptiven Lösungsmethode als Werkzeug zur Berechnung von freien Energiedifferenzen und zur Durchführung von Nicht-Gleichgewichtssimulationen der Moleküldynamik.

Freie Energien und Nichtgleichgewichtssimulationen im adaptiven Auflösungsverfahren
Im Hamiltonschen Framework der adaptiven Auflösung befindet sich ein physikalisches System im thermischen und chemischen Gleichgewicht mit einem Reservoir idealer Gaspartikel. Wir verwenden diesen Simulationsaufbau als eine räumlich aufgelöste thermodynamische Integrationsmethode. Nämlich interpretieren wir atomistische und ideale Gassysteme als zwei Grenzzustände. Die Position innerhalb der Simulationsbox definiert einen thermodynamischen Pfad, der die Berechnung der entsprechenden Differenz der freien Energie ermöglicht.  Wir wenden diese Methode zur Berechnung von chemischen Potenzialen und lösungsfreien Energien molekularer Systeme an.
Die vorgeschlagene Simulationsanordnung ähnelt der Definition des großen kanonischen Ensembles, in dem sich ein System im thermischen und chemischen Gleichgewicht mit einem Reservoir von unendlicher Größe befindet. Im idealen Gassystem wird ein Algorithmus zum Einbringen/Löschen von Partikeln eingeführt, um die letztgenannte Anforderung zu gewährleisten. Durch die Modifikation der Randbedingungen in der Simulationsbox nutzen wir diesen Ansatz, um druckgetriebene Strömungen in molekularen Flüssigkeiten zu untersuchen.  Ein entscheidender Vorteil dieser Methode ist, dass sie im Durchschnitt den linearen Impuls beibehält. Diese Bedingung ermöglicht die Untersuchung verschiedener Ungleichgewichtsbedingungen in komplexen molekularen Systemen.

Schwankungen, Finite-Größen-Effekte und die thermodynamische Grenze in Computersimulationen
Computersimulationen zeigen endliche Effekte durch die Verwendung periodischer Randbedingungen und den Unterschied zwischen statistischen Ensembles. In diesem Zusammenhang ermöglicht uns die räumliche Blockanalysemethode die Extrapolation thermodynamischer Größen aus endlichen Computersimulationen. Aufbauend auf diesen Ergebnissen haben wir einen genauen und effizienten Ansatz vorgestellt, um asymptotische thermodynamische Eigenschaften, einschließlich chemischer Potenziale, aus kleinräumigen molekulardynamischen Simulationen zu erhalten. Wir verwenden diese Technik, um die Solvatationsthermodynamik von Flüssigkeiten und Flüssigkeitsgemischen zu untersuchen.