In this paper, we revisit the q-state clock model for small systems. We present results for the thermodynamics of the q-state clock model for values from q = 2 to q = 20 for small square lattices of L × L , with L ranging from L = 3 to L = 64 with free-boundary conditions. Energy, specific heat, entropy, and magnetization were measured. We found that the Berezinskii–Kosterlitz–Thouless (BKT)-like transition appears for q > 5, regardless of lattice size, while this transition at q = 5 is lost for L < 10; for q ≤ 4, the BKT transition is never present. We present the phase diagram in terms of q that shows the transition from the ferromagnetic (FM) to the paramagnetic (PM) phases at the critical temperature T 1 for small systems, and the transition changes such that it is from the FM to the BKT phase for larger systems, while a second phase transition between the BKT and the PM phases occurs at T 2. We also show that the magnetic phases are well characterized by the two-dimensional (2D) distribution of the magnetization values. We made use of this opportunity to carry out an information theory analysis of the time series obtained from Monte Carlo simulations. In particular, we calculated the phenomenological mutability and diversity functions. Diversity characterizes the phase transitions, but the phases are less detectable as q increases. Free boundary conditions were used to better mimic the reality of small systems (far from any thermodynamic limit). The role of size is discussed.

Las Redes Neuronales Informadas por la Física (PINNs) se han aplicado con éxito a la resolución de Ecuaciones Diferenciales Parciales (PDEs), abriendo nuevas posibilidades en la computación científica. En este trabajo se propone una metodología basada en PINNs para resolver la Ecuación de Poisson-Boltzmann (PB), aplicada a moléculas de distintos tamaños bajo el modelo de solvente implícito. Se revisaron formulaciones de PB compatibles con PINNs, arquitecturas de red adecuadas y factores que inciden en la minimización. Los resultados muestran buenos niveles de precisión en la energía de solvatación y el potencial de reacción, con errores del orden de 10⁻³. La implementación efectiva requiere regularización de la ecuación y el uso de redes separadas por subdominios (soluto y solvente), además de una representación precisa de la geometría molecular mediante mallas finas. Se identificaron desafíos al incorporar integrales basadas en datos experimentales en la función de pérdida. Como resultado, se desarrolló la librería XPPBE, orientada a facilitar el uso de esta metodología por parte de la comunidad científica.

Feature descriptors in histopathological images pose a significant challenge for the implementation of Content-Based Image Retrieval (CBIR) systems, which are essential tools for assisting pathologists. This complexity arises from the diverse types of tissues and the high dimensionality of Whole Slide Images (WSIs). Deep learning models such as Convolutional Neural Networks (CNNs) and Vision Transformers have improved the extraction of these feature descriptors. These models typically generate embeddings by leveraging deeper single-scale linear layers or advanced pooling layers. However, embeddings that focus on local spatial details at a single scale tend to miss the richer spatial context available in earlier layers. This limitation highlights the need for methods that incorporate multi-scale information to enhance the depth and utility of feature descriptors in histopathological image analysis. In this work, we propose the Local-Global Feature Fusion Embedding Model, an approach that consists of a pre-trained backbone for multi-scale feature extraction, a neck branch for local-global feature fusion, and a Generalized Mean (GeM)-based pooling head for generating robust feature descriptors. Our experiments involved training the model’s neck and head on the ImageNet-1k and PanNuke datasets using the Sub-center ArcFace loss function. Performance was evaluated on the Kimia Path24C dataset for histopathological image retrieval. The proposed model achieved a Recall@1 of 99.40% on test patches, outperforming state-of-the-art methods.

Últimamente, el efecto magnetocalórico ha despertado gran interés debido a sus diversas aplicaciones en sistemas de refrigeración. Por esta razón, se han investigado distintos materiales que presenten este fenómeno. En esta tesis se estudia la respuesta térmica del grafeno, tanto analítica como numéricamente, utilizando la estadística de Boltzmann y de Fermi-Dirac, al aplicarle un campo magnético externo variable. Se analizan diversas cantidades termodinámicas en el ensamble canónico, con especial atención a la variación de entropía en una monocapa y una bicapa de grafeno. Los resultados muestran que, según la estadística de Boltzmann, la bicapa tiene una mejor respuesta térmica a baja temperatura, mientras que la monocapa resulta más eficiente al aumentar la temperatura. En cambio, con la estadística de Fermi-Dirac, la bicapa mantiene una mejor respuesta térmica en todo el rango de temperatura analizado. Estos resultados motivan el interés por explorar el comportamiento térmico en estructuras de grafeno con más capas, como una extensión natural de esta investigación.

El grafeno es un material cristalino bidimensional, formado por una mono capa de átomos de carbono en una estructura tipo panal de abeja. Fue aislada por primera vez el año 2004 [1] y desde entonces ha llamado la atención de la comunidad científica por sus excepcionales propiedades físicas y químicas. Ellas han inspirado el desarrollo de aplicaciones en una amplia gama de campos no obstante, la adopción del grafeno en la sociedad dependerá en gran medida de encontrar métodos de producción eficientes, escalables y seguros. En virtud de lo anterior la presente tesis se centró en el estudio de métodos alternativos a los tradicionales para la producción de grafeno, en especial en aquellos con alto potencial de escalabilidad. Específicamente se exploró el uso del método de llama, dado que ha demostrado resultados sobresalientes en las síntesis de otras nano-estructuras, sin embargo en la producción de grafeno aún quedan desafíos por abordar. Se estudió sistemáticamente el crecimiento de material grafítico a través del método de llama de difusión inversa. A partir de este estudio se desarrolló una nueva vía de crecimiento de grafeno sobre láminas de cobre, esta vez basado en la deposición de vapores químicos a presión atmosférica (AP-CVD), empleando metano como gas precursor. El nuevo método de síntesis se desarrolla en condiciones extremadamente desfavorables para el crecimiento de grafeno, tales como cámara abierta y sin la adición de hidrógeno, gas imprescindible para el crecimiento de grafeno por AP-CVD, como agente reductor y co-catalizador. Esto se consiguió a través de una novedosa configuración del substrato el cual está constituido por dos láminas cobres paralelas y separadas por cierta distancia. En ellas se descompone el metano presente, cuando son calentadas vía inducción electromagnética a una temperatura cercana a los 1000 °C. Las especies de la descomposición, específicamente hidrógeno, se enriquece en la zona entre las láminas, debido a termo difusión o efecto Soret. Considerando el fuerte gradiente térmico entre los sustratos y la cámara, y la ingente diferencia en masas de los componentes gaseosos. Ello resulta en la presencia hidrógeno en cantidades suficientes para reducir el óxido nativo de la superficie del cobre e inhibir la acción de especies oxidativas, siempre presentes en la cámara, lográndose así el crecimiento de grafeno en las caras internas de estas láminas. Con el nuevo método, se reducen los costos de síntesis y los riesgos en la manipulación de hidrógeno gaseoso altamente explosivo. En conclusión, se facilita la producción de grafeno a nivel industrial. Como resultado de esta investigación se ha presentado una solicitud de patente de inversión para el método/sistema desarrollado en la presente tesis, en el Instituto de propiedad industrial (INAPI). Adicionalmente parte de los resultados experimentales derivados de este trabajo se presentaron en la revista internacional Aip Advances, bajo el título "Single step vacuum-free and hydrogen-free synthesis of graphene".

One of the most important concerns in long-term prostheses is bone resorption as a result of the stress shielding due to stiffness mismatch between bone and implant. The aim of this study was to obtain porous titanium with stiffness values similar to that exhibited by cortical bone. Porous samples of commercial pure titanium grade-4 were obtained by following both loose-sintering processing and space-holder technique with NaCl between 40 and 70% in volume fraction. Both mechanical properties and porosity morphology were assessed. Young's modulus was measured using uniaxial compression testing, as well as ultrasound methodology. Complete characterization and mechanical testing results allowed us to determine some important findings: (i) optimal parameters for both processing routes; (ii) better mechanical response was obtained by using space-holder technique; (iii) pore geometry of loose sintering samples becomes more regular with increasing sintering temperature; in the case of the space-holder technique that trend was observed for decreasing volume fraction; (iv) most reliable Young's modulus measurements were achieved by ultrasound technique.

The control of a flexible beam using ionic polymer metal composites (IPMCs) is investigated in this paper. The mechanical flexible dynamics are modelled as a Timoshenko beam. The electric dynamics of the IPMCs are considered in the model. The port-Hamiltonian framework is used to propose an interconnected control model of the mechanical flexible beam and IPMC actuator. Furthermore, a passive and Hamiltonian structure-preserving linear quadratic Gaussian (LQG) controller is used to achieve the desired configuration of the system, and the asymptotic stability of the closed-loop system is shown using damping injection. An experimental setup is built using a flexible beam actuated by two IPMC patches to validate the proposed model and show the performance of the proposed control law.