Es posible variar (incluso dramáticamente) las propiedades de deslizamiento de los átomos en una superficie cambiando el tamaño y la "compresión" de sus agregados:un estudio experimental y teórico realizado con la colaboración de SISSA, el Istituto Officina dei Materiali de la CNR (Iom-Cnr-Democritos), ICTP en Trieste, la Universidad de Padua, la Universidad de Modena e Reggio Emilia, y el Istituto Nanoscienze del CNR (Nano-Cnr) en Módena, acaba de ser publicado en Nanotecnología de la naturaleza .

(Nano) islas que se deslizan libremente sobre un mar de cobre, pero cuando se vuelven demasiado grandes (y demasiado densos) terminan atascados:eso resume muy bien el sistema investigado en un estudio recién publicado en Nanotecnología de la naturaleza . "Podemos cambiar repentinamente de un estado de superlubricidad a uno de fricción extremadamente alta al variar algunos parámetros del sistema que se está investigando. En este estudio, utilizamos átomos del xenón de gas noble unidos entre sí para formar islas bidimensionales, depositado sobre una superficie de cobre (Cu 111). A bajas temperaturas, estos agregados se deslizan prácticamente sin fricción, ", explica Giampaolo Mistura de la Universidad de Padua." Aumentamos el tamaño de las islas agregando átomos de xenón y hasta que se cubrió toda la superficie disponible, la fricción disminuyó gradualmente. En lugar de, cuando se agotó el espacio disponible y la adición de átomos hizo que las islas se comprimieran, luego vimos un aumento excepcional de la fricción ".

El estudio se dividió en una parte experimental (realizada principalmente por la Universidad de Padua y Nano-Cnr / Universidad de Modena y Reggio Emilia) y una parte teórica (basada en modelos informáticos y simulaciones) realizada por SISSA / Iom-Cnr-Democritos / ICTP. "Para entender qué sucede cuando las islas se comprimen, Necesitamos apreciar el concepto de 'conmensurabilidad de la interfaz', "explica Roberto Guerra, investigador de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados (SISSA) en Trieste y entre los autores del estudio. "Podemos pensar en el sistema que estudiamos como uno compuesto por ladrillos de Lego. El sustrato de cobre es como un ensamblaje horizontal de ladrillos y las islas de xenón como ladrillos sueltos individuales, "comenta Guido Paolicelli del CNR Nanocience Institute." Si el sustrato y las islas consisten en diferentes ladrillos (en términos de ancho y distancia entre los montantes), las islas nunca se pegarán al sustrato. Esta situación reproduce nuestro sistema a temperaturas ligeramente por encima del cero absoluto donde observamos un estado de superlubricidad prácticamente sin fricción. Sin embargo, el aumento en la superficie de las islas y la compresión resultante del material hace que las islas se vuelvan proporcionales al sustrato, como ladrillos de Lego que tienen el mismo paso, y cuando eso sucede, de repente se atascan ".

El estudio es el primero en demostrar que es posible variar drásticamente las propiedades de deslizamiento de los nanoobjetos. "Podemos imaginar una serie de aplicaciones para esto, "concluye Guerra". Por ejemplo, Se podrían desarrollar nanobearings que, bajo ciertas condiciones, son capaces de bloquear su movimiento, de una manera completamente reversible ".