Investigadores do CSIC describen o comportamento de nanoespumas de silicio

Unha investigación na que participou o Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC) descubriu que as estruturas tipo espumas de tamaño nanométrico seguen as mesmas leis universais que a espuma de jabón: as burbullas (estruturas) pequenas van desaparecendo a favor das grandes. Os investigadores chegaron a esta conclusión tras producir e caracterizar unha nanoespuma sobre unha superficie de silicio mediante irradiación con iones energéticos. Este estudo describe a evolución destas nanoestructuras ao longo do tempo de irradiación.


"Os resultados deste traballo axúdannos a entender como evolucionan certos sistemas materiais ante a presenza dun axente externo, como é neste caso a irradiación iónica. Ademais, teñen un interese práctico, tanto pola importancia das aplicacións tecnolóxicas do silicio, como polas dimensións nanométricas nas que se desenvolve o fenómeno", explica o investigador do CSIC Luís Vázquez, do Instituto de Ciencia de Materiais de Madrid.

 Dinámica das nanoespumas

Nas estruturas tipo espuma as variacións en torno a un motivo básico, como unha burbulla de jabón illada, repítense de xeito máis ou menos ordenado ata reencher completamente unha rexión bidimensional ou tridimensional. Exemplos deste fenómeno poden observarse nas demarcaciones xeográficas, nas formas presentes na pel de certos animais (como nas jirafas), na espuma da cervexa e nos materiais policristalinos, entre moitos outros.

Segundo este estudo, a interacción entre as nanoburbujas determina en promedio como crece cada unha delas. Desta forma, é posible obter información geométrica sobre unha estrutura a partir do tipo de orde que representa e da súa evolución temporal, como xa ocorre coas espumas macroscópicas mencionadas anteriormente. Este achado foi posible grazas a unha ecuación, que tamén se aplica noutros sistemas, que describe as observacións experimentais con precisión. A validez desta fórmula neste estudo implica que a formación de certos patróns auto organizados e a dinámica das espumas serían manifestacións distintas dun mesmo principio.

 Publicación orixinal:

Mario Castro, Rodolfo Cuerno, M. Mar García-Hernández e Luis Vázquez; "Pattern-wavelength coarsening from topological dynamics in silicon nanofoams."; Physical Review Letters.