De Leonardo Da Vinci a los nuevos hallazgos sobre la fricción
El estudio ha sido llevado a cabo por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) y del Laboratorio Ames de la Universidad del Estado de Iowa.
Los átomos se espacian periódicamente en una dirección sobre una superficie perpendicular al eje de rotación de un cuasicristal. Pero a ángulos rectos, se espacian en una sucesión de Fibonacci, donde la proporción entre los espacios de separación cortos y los largos es un número irracional vinculado al célebre Número Áureo, o, según algunos científicos, el propio Número Áureo "disfrazado". El caso es que la fricción resulta ocho veces más grande en la dirección periódica que en la dirección aperiódica.
El estudio, una colaboración liderada por Miquel Salmerón, físico de la División de Ciencias de los Materiales del Berkeley Lab, es el primero en medir los efectos de rozamiento de la periodicidad en una red cristalina. Usando un microscopio de Fuerza Atómica (AFM) y un microscopio de Efecto Túnel (STM) combinados, los investigadores comprobaron que la fricción a lo largo de la superficie de un cuasicristal en la dirección de una configuración geométrica periódica es aproximadamente ocho veces más grande que en la dirección donde la configuración geométrica es aperiódica (o sea, no posee regularidad).
La periodicidad geométrica fue confirmada a través de filas de átomos que formaron una sucesión de Fibonacci, un patrón numérico a menudo observado en cuasicristales.
"Que podamos obtener tan gran diferencia en la fuerza de fricción sólo por rascar la superficie de un material en una dirección diferente, ha sido una gran sorpresa", comenta Salmerón. "Nuestros resultados revelan una fuerte conexión entre la estructura atómica de la superficie de contacto y los mecanismos por los que se disipa la energía generada por la fricción".
 | | Se han utilizado microscopios avanzados para estudiar la fricción a nivel atómico. (Foto: LBNL ) |
Los principios de fricción, tal y como fueron descritos por Leonardo Da Vinci hace unos 500 años, funcionan bien para la mecánica de escala macrométrica como la que estudia las partes móviles lubricadas con aceite en el motor de un automóvil. Sin embargo, a medida que los aparatos mecánicos se van haciendo más pequeños hasta la escala nanométrica, se vuelve crucial tener una comprensión muy superior de la fricción en el ámbito molecular.
La fricción es difícil de caracterizar porque hay muchos factores diferentes involucrados. Los estudios científicos de la fuerza de fricción estuvieron en el limbo durante un largo período de tiempo porque los científicos simplemente no tenían las herramientas que necesitaban para estudiarla a nivel atómico.
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