Manipulación y fricción a escala nanométrica
(NC&T) Un equipo de investigadores de cuatro instituciones diferentes ha medido las fuerzas de fricción existentes cuando un nanotubo de carbono se desliza a lo largo de su eje, y también las que se manifiestan cuando lo hace de forma perpendicular a él. Y dichas fuerzas difieren entre ambos tipos de movimiento. Esta diferencia de fricción tiene sus orígenes en la suave distorsión lateral de los tubos cuando se deslizan en dirección transversal.
El hallazgo no sólo proporciona una mejor comprensión de las cuestiones fundamentales de la fricción, sino que desde un punto de vista más práctico, ofrece una nueva herramienta para ensamblar nanotubos conformando partes de dispositivos, y esclarecer cómo se comportan las fuerzas que actúan sobre los nanotubos. Las asimetrías en la fricción también podrían usarse potencialmente para ordenar los nanotubos según su quiralidad, una propiedad que actualmente es difícil de medir por otros métodos.
Los nanotubos de carbono tienen excepcionales propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas, que han generado un interés considerable desde que fueron dados a conocer en 1991. Aún cuando la fricción en los nanotubos había sido estudiada con anterioridad, esta investigación es la primera en proporcionar una información detallada sobre las fuerzas de fricción que actúan en la dirección longitudinal y en la transversal cuando los tubos interactúan con la punta de un microscopio de fuerza atómica (AFM).
La fricción es uno de los problemas más antiguos en la física, y uno de los más importantes en la vida cotidiana. Toda máquina con partes móviles pierde algo de eficiencia por culpa de la fricción. Por ejemplo, se estima que las pérdidas en la economía de Estados Unidos provocadas por la fricción totalizan cerca del seis por ciento del producto interior bruto. La fricción es incluso más importante para los sistemas microelectromecánicos (MEMS) y los dispositivos de tamaño nanométrico, debido a que estos pequeños sistemas se ven más afectados por las fuerzas de superficie que los sistemas grandes.
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| | |  | | Una punta de AFM deslizándose longitudinal y transversalmente a lo largo de un nanotubo. (Foto: Christian Klinke, University of Hamburg) |
En el estudio ha intervenido Elisa Riedo del Instituto Tecnológico de Georgia, y también han colaborado el Departamento de Energía de EE.UU., el Centro Internacional para la Física Teórica (Italia), y la Universidad de Hamburgo en Alemania, entre otras instituciones.
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