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Nanotecnología
Manipulación y Fricción a Escala Nanométrica
28 de
Octubre de 2009.
 Los
nanotubos y nanocables son componentes básicos muy prometedores para
futuros nanodispositivos electromecánicos, interconexiones,
nanosensores, y circuitos fotónicos y nanoelectrónicos integrados. Pero
aún deben ser resueltas algunas cuestiones fundamentales; entre ellas,
cómo colocar y manipular los diminutos tubos.
Un equipo de investigadores de cuatro instituciones diferentes ha medido
las fuerzas de fricción existentes cuando un nanotubo de carbono se
desliza a lo largo de su eje, y también las que se manifiestan cuando lo
hace de forma perpendicular a él. Y dichas fuerzas difieren entre ambos
tipos de movimiento. Esta diferencia de fricción tiene sus orígenes en
la suave distorsión lateral de los tubos cuando se deslizan en dirección
transversal.
El hallazgo no sólo proporciona una mejor comprensión de las cuestiones
fundamentales de la fricción, sino que desde un punto de vista más
práctico, ofrece una nueva herramienta para ensamblar nanotubos
conformando partes de dispositivos, y esclarecer cómo se comportan las
fuerzas que actúan sobre los nanotubos. Las asimetrías en la fricción
también podrían usarse potencialmente para ordenar los nanotubos según
su quiralidad, una propiedad que actualmente es difícil de medir por
otros métodos.
Los nanotubos de carbono tienen excepcionales propiedades térmicas,
mecánicas y eléctricas, que han generado un interés considerable desde
que fueron dados a conocer en 1991. Aún cuando la fricción en los
nanotubos había sido estudiada con anterioridad, esta investigación es
la primera en proporcionar una información detallada sobre las fuerzas
de fricción que actúan en la dirección longitudinal y en la transversal
cuando los tubos interactúan con la punta de un microscopio de fuerza
atómica (AFM).
La fricción es uno de los problemas más antiguos en la física, y uno de
los más importantes en la vida cotidiana. Toda máquina con partes
móviles pierde algo de eficiencia por culpa de la fricción. Por ejemplo,
se estima que las pérdidas en la economía de Estados Unidos provocadas
por la fricción totalizan cerca del seis por ciento del producto
interior bruto. La fricción es incluso más importante para los sistemas
microelectromecánicos (MEMS) y los dispositivos de tamaño nanométrico,
debido a que estos pequeños sistemas se ven más afectados por las
fuerzas de superficie que los sistemas grandes.
En el estudio ha intervenido Elisa Riedo del Instituto Tecnológico de
Georgia, y también han colaborado el Departamento de Energía de EE.UU.,
el Centro Internacional para la Física Teórica (Italia), y la
Universidad de Hamburgo en Alemania, entre otras instituciones.
Información adicional en:
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