Actualmente, muchas (nano)estructuras crecen en capas, una encima de la otra, pero su ordenación a escala atómica está generalmente lejos de ser perfecta. Investigadores de la Universidad de Twente se han propuesto comprender mejor estos procesos que eventualmente pueden conducir a una nanotecnología más pequeña, más rápida y, en general, mejor y, en una primera observación mundial, han descubierto la presolidificación en una mezcla de gotas. Recientemente publicaron estos interesantes hallazgos en la revista Physical Review Letters. .
Las gotas están compuestas de una mezcla de metales platino y germanio y se mueven sobre un sustrato calentado en dirección a la fuente de calor. Pero tan pronto como la temperatura baja, las gotas inician su comportamiento único. Como esquiadores profesionales, de repente cambian de dirección y hacen un slalom.
"Con un microscopio electrónico de fotoemisión pudimos filmar el esquí y mostrar todo el proceso de solidificación", explica Arie van Houselt, autor correspondiente de la publicación.
Las gotas de nieve se forman a temperaturas sorprendentemente altas. "Esto sucede a noventa grados por encima de su punto eutéctico, que es la temperatura a la que este tipo de mezclas se congelan. Las gotas no se solidifican todas a la vez. Primero se alargan y luego comienza el proceso de solidificación en el fondo. En su interfaz con el sustrato", explica Van Houselt.
Esta primera capa sólida también explica el esquí. Cuando el material se solidifica, adquiere una nanoestructura que actúa como una rejilla sobre la que puede moverse la gota. La nanoestructura reduce la resistencia de las gotas en otra dirección. Las gotas aprovechan esta resistencia reducida y realizan un giro brusco. Comienzan a moverse en esta dirección.
Esta notable exhibición no es sólo una actuación entretenida a nanoescala. Las condiciones bajo las cuales estas gotas muestran su extraordinario deslizamiento son cercanas a las que se encuentran en el crecimiento de muchas (nano)estructuras, como los nanocables y el germaneno. Van Houselt afirma:"Descubrimientos como este proporcionan información invaluable sobre los mecanismos de estas transformaciones, abriendo potencialmente las puertas a la creación de chips de computadora diseñados impecablemente".
Más información: Bene Poelsema et al, Presolidificación en gotitas eutécticas, Cartas de revisión física (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.106201
Información de la revista: Cartas de revisión física
Proporcionado por la Universidad de Twente