Un estudio de investigación participó de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), ha descubierto que las estructuras de espuma de tamaño nanométrico siguen las mismas leyes universales que la espuma de jabón:las burbujas pequeñas desaparecen en favor de las más grandes.

El equipo científico, integrado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas - CSIC, la Universidad Pontificia Comillas de Madrid- UPCO, y UC3M, Llegaron a esta conclusión después de producir y caracterizar la nanoespuma formada por radiación iónica sobre una superficie de silicio. Este estudio, publicado recientemente en la revista, Cartas de revisión física , describe la evolución de estas nanoestructuras durante el tiempo de irradiación.

Para este propósito, los científicos llevaron a cabo un experimento que consistió en "bombardear" una pequeña placa de silicio con partículas energéticas de un plasma. El objetivo era observar cómo reaccionaba la superficie de este cristal a estos diferentes "ataques" de este tipo de radiación iónica (se utilizan iones:átomos de un gas que han perdido un electrón). "Al principio, estábamos estudiando otros métodos de erosión y buscando una estructura ondulada en el borde de nuestra muestra después de aplicar esta técnica, pero cuando miramos su centro observamos una estructura celular que llamó nuestra atención por su similitud con muchos otros sistemas naturales y artificiales, "uno de los autores del estudio, Mario Castro, Profesor UPCO, revelado.

Las estructuras celulares que están más o menos desordenadas se pueden encontrar en muchos sistemas naturales:desde las pieles de los animales, como una jirafa, bañar espuma o espuma de cerveza, a la convección microscópica de fluidos, paisajes de columnas de basalto o diversos materiales cristalinos. Este orden particular también es evidente en estructuras artificiales e incluso políticas, como la arquitectura moderna o la demarcación de provincias en mapas.

"Es interesante confirmar que las mismas leyes universales que regulan las estructuras celulares en otros sistemas también lo están regulando a nanoescala, “Apuntó Rodolfo Cuerno del Departamento de Matemáticas de la UC3M.” Además, ", agregó" es la primera vez que la evolución de un sistema de este tipo se reproduce bastante bien mediante una única ecuación diferencial, que también se aplica a otros sistemas. La vigencia del modelo en este estudio significa que la formación de ciertos patrones autoorganizados y la dinámica de la espuma serían manifestaciones diferentes de un mismo principio.

"Los resultados de este estudio nos ayudan a comprender cómo evolucionan ciertos sistemas materiales en presencia de un agente externo, como en este caso de radiación iónica. Además, existe interés de carácter práctico por la importancia de las aplicaciones tecnológicas del silicio así como por las dimensiones nanométricas en las que se desarrolla el fenómeno, "explicó Luis Vázquez, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid en el CSIC.

Las observaciones experimentales se han realizado utilizando un microscopio de fuerza atómica, una máquina de gran precisión. Este tipo de microscopio tiene una enorme resolución espacial:distingue variaciones de altura de hasta un nanómetro (la millonésima parte de un milímetro) y movimientos en un plano horizontal de hasta 10 nanómetros.

Esta investigación podría tener más aplicaciones futuras, ya que en general, se buscan métodos para producir estructuras con dimensiones nanométricas para diversos usos, según los científicos:por ejemplo, para obtener condiciones favorables en determinadas reacciones químicas catalíticas, optimizar el desplazamiento de fluidos en circuitos a tan pequeña escala o en optoelectrónica, para generar luz láser si ciertas estructuras están suficientemente ordenadas.