El dicho de que los ricos se hacen cada vez más ricos y los pobres cada vez más pobres tiene su reflejo en un mecanismo de agregación atómica. Científicos españoles han observado que en una superficie rugosa los átomos tienden a incorporarse a las partes más altas, que lo son cada vez más, mientras que evitan las zonas más profundas, que se quedan cada vez más abajo.
Aunque el principio que sostiene que “el rico se hace más rico y el pobre se hace más pobre” fue originalmente acuñado para describir una dinámica social, la idea también se aplica a otros contextos como la economía, la biología, la neurociencia, la física o la química.
Los resultados de un nuevo estudio sugieren que aparece constantemente en la naturaleza, incluso a escala atómica, cuando los fenómenos competitivos rigen el desarrollo y el crecimiento de sistemas complejos.
Investigadores del departamento de Física Aplicada de la Universidad de Sevilla, en colaboración con representantes de la Universidad de Cádiz, la Universidad Complutense y los Institutos de Ciencia de Materiales de Sevilla y Madrid (CSIC), han descrito un mecanismo de agregación atómica basado en este aforismo de “el rico se hace más rico y el pobre se hace más pobre”. En concreto, han detectado este comportamiento en el proceso por el que los átomos se unen a una superficie rugosa.
Los autores del estudio, publicado en la revista Plasma Processes and Polymers, han descubierto que los átomos tienden a incorporarse a las partes más altas de la superficie, incrementando su altura. Por el contrario, evitan las partes más profundas de la rugosidad, que quedan por tanto más profundas en comparación con la nueva altura de las secciones más elevadas.
Este proceso induce un fenómeno competitivo entre las partes más altas de la superficie, que terminan acogiendo la formación de estructuras en forma de columna con diámetros de algunas decenas de nanómetros.
Grosor del olvido
Incluso, se ha localizado en algunas de ellas el llamado grosor del olvido, un grosor crítico sobre el cual la agregación atómica se hace independiente de las partes originales de la superficie y se mantiene apoyado en montículos y columnas que ya se habían creado. Aunque, finalmente, al tocarse las estructuras o este espesor de olvido, el patron inicial desaparece y se propicia un crecimiento homogéneo.
Estos resultados, probados experimentalmente analizando el crecimiento nanocolumnar de películas delgadas de dióxido de silicio (SiO2), no solo arrojan un poco de luz sobre una dinámica concreta entre átomos cuando se agregan a superficies rugosas, sino que también permiten entender el crecimiento de diferentes capas con una composición y una porosidad propias.
Referencia bibliográfica:
Aurelio Garcia‐Valenzuela et al. "Growth of nanocolumnar thin films on patterned substrates atoblique angles". Plasma Processes and Polymers, noviembre de 2018.
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