Un estudio publicado por Andrea Vanossi, Nicola Manini y Erio Tosatti - tres investigadores del SISSA - en PNAS ( procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ) proporciona una nueva herramienta para comprender mejor cómo funciona la fricción por deslizamiento en nanotribología, a través de cristales coloidales.

Al estudiar teóricamente estos sistemas de micropartículas cargadas, los investigadores pueden analizar las fuerzas de fricción mediante simulaciones de dinámica molecular con una precisión nunca antes experimentada.

"Hay varias y muy concretas potencialidades", dijo Andrea Vanossi, uno de los miembros del grupo de investigación. "Basta pensar en la miniaturización constante de los componentes de alta tecnología y de todos los diferentes sectores de la nanotecnología:si entendemos cómo funciona la fricción en estos niveles, seremos capaces de crear motores moleculares o microsistemas funcionales aún más eficaces ".

Los coloidales son parte de nuestra vida diaria (por ejemplo, leche, asfalto o humo) y se diferencian según el estado de la sustancia dispersa y dispersante (líquido, sólido o gaseoso).

Las simulaciones fueron realizadas por SISSA en colaboración con ICTP, el Departamento de Física de Milán y el Instituto CNR-IOM de Fabricación de Materiales y permitieron comprender qué sucede cuando una monocapa coloidal se desliza contra un retículo óptico modificando algunos parámetros como la ondulación de la superficie, velocidad de deriva o geometría de contacto.

El método de investigación también es algo nuevo. Antes de que se realizara esta simulación, solo algunos experimentos recientes llevados a cabo en Alemania intentaron por primera vez describir el comportamiento de partículas individuales de un coloide en condiciones de fricción, pero nunca de una manera tan precisa.

Más en detalle Los investigadores también sugieren una forma de extraer directamente la energía perdida en la fricción utilizando los datos de deslizamiento del coloide. “Este estudio es innovador también porque permitirá predecir los diferentes regímenes de fricción estática realizados según la densidad de coloides y la fuerza de la retícula óptica”, añadió Erio Tosatti, otro miembro del grupo de investigación. "Todo esto nos permite asumir que las superficies sólidas cristalinas actuarán de manera similar. Nunca antes habíamos podido hacer una hipótesis así".

Este estudio abrirá el camino a nuevos sistemas para explorar la complejidad de eventos similares, tal vez a escala microscópica.