Las arrugas y los pliegues son omnipresentes. Ocurren en cejas fruncidas, topología planetaria, la superficie del cerebro humano, incluso la planta del pie de un gecko. En muchos casos, son la forma ingeniosa de la naturaleza de empaquetar más superficie en un espacio limitado. Científicos, imitando la naturaleza, Durante mucho tiempo han buscado manipular superficies para crear arrugas y pliegues para hacer más pequeñas, dispositivos electrónicos más flexibles, nanocanales que transportan fluidos o incluso teléfonos móviles y ordenadores imprimibles.

Pero para lograr esas hazañas que modifican la tecnología, Los científicos deben comprender completamente el perfil y el rendimiento de las arrugas y los pliegues a nanoescala, dimensiones 1/50, 000th del grosor de un cabello humano. En una serie de observaciones y experimentos, Los ingenieros de la Universidad de Brown y de Corea han descubierto propiedades inusuales en arrugas y pliegues a nanoescala. Los investigadores informan que las arrugas creadas en películas superdelgadas ocultan ondas largas que se alargan incluso cuando la película está comprimida. El equipo también descubrió que cuando se forman pliegues en tales películas, aparecen nanocanales cerrados debajo de la superficie, como miles de tubos súper pequeños.

"Las arrugas están en todas partes en la ciencia, "dijo Kyung-Suk Kim, profesor de ingeniería en Brown y autor correspondiente del artículo publicado en la revista Actas de la Royal Society A . "Pero guardan ciertos secretos. Con este estudio, hemos descubierto matemáticamente cómo se determinan los espacios entre las arrugas de una hoja delgada sobre un sustrato blando muy deformado y cómo las arrugas evolucionan a pliegues regulares ".

Las arrugas se forman cuando una hoja rígida delgada se dobla sobre una base blanda o en un entorno blando. Son precursores de los pliegues regulares:cuando la hoja está lo suficientemente comprimida, las arrugas están tan juntas que forman pliegues. Los pliegues son interesantes para los fabricantes, porque pueden caber una gran superficie de una hoja en un espacio finito.

Kim y su equipo colocaron láminas de película nanogranular de oro con un grosor de entre 20 y 80 nanómetros sobre un sustrato gomoso comúnmente utilizado en la industria de la microelectrónica. Los investigadores comprimieron la película, creando arrugas y examinó sus propiedades. Como en estudios anteriores, vieron arrugas primarias con periodos cortos, la distancia entre los picos o valles de las arrugas individuales. Pero Kim y sus colegas descubrieron un segundo tipo de arruga, con una periodicidad mucho más larga que las arrugas primarias, como una onda larga oculta. Mientras los investigadores comprimían la película nanogranular de oro, la periodicidad de las arrugas primarias disminuyó, como se esperaba. Pero la periodicidad entre las ondas largas ocultas, que el grupo etiquetó como arrugas secundarias, alargado.

"Pensamos que era extraño, "Dijo Kim.

Se volvió aún más extraño cuando el grupo formó pliegues en las láminas nanogranulares de oro. En la superficie, todo parecía normal. Los pliegues se crearon cuando los picos de las arrugas vecinas se acercaron tanto que se tocaron. Pero el equipo de investigación calculó que esos pliegues, si es alargado, no coincidía con la longitud de la película antes de que se comprimiera. No se tuvo en cuenta una parte de la superficie de la película original, "como si hubiera sido enterrado, "Dijo Kim.

En efecto, había sido como canales cerrados de tamaño nanométrico. Investigadores anteriores, utilizando microscopía de fuerza atómica que escanea la superficie de la película, había sido incapaz de ver los canales enterrados. El grupo de Kim recurrió a haces de iones enfocados para extraer una sección transversal de la película. Allí, debajo de la superficie, eran filas de canales cerrados, de 50 a unos 100 nanómetros de diámetro. "Estaban escondidos, ", Dijo Kim." Fuimos los primeros en cortar (la película) y ver que hay canales debajo ".

Los nanocanales cerrados son importantes porque podrían usarse para canalizar líquidos, de medicamentos en parches para tratar enfermedades o infecciones, para la captación de agua potable y energía, como una bomba hidráulica microscópica.