rozamiento

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Rozamiento a escala atómica
La nanotribología, el estudio del origen atómico del rozamiento, que los físicos habían venido ignorando, indica que esa fuerza nace de fuentes inesperadas, la energía del sonido entre ellas

Jacqueline Krim
JACQUELINE KRIM, profesora de física de la Universidad del Nordeste y miembro de su centro deinvestigaciones interdisciplinarias sobre sistemas complejos, se licenció en la Universidad de Montana y doctoró en la de Washington. Ha presidido la Sociedad Norteamericana del Vacío y hoy pertenece a la junta ejecutiva de su división de ciencia de las superficies.

Comencé a angustiarme conforme se acercaba la primera semana de diciembre. No se trataba, por supuesto, de la oscuridad ni de la llovizna deBoston que precede a la nieve. Esos días terminaba el plazo para remitir los resúmenes de las contribuciones al congreso anual de marzo de la Sociedad Norteamericana de Física, el congreso de la física de la materia condenada. Mi compañero Allan Widom y yo habíamos creado en 1986 una técnica experimental que medía la fuerza de rozamiento que una película de un átomo de espesor sufre al deslizarsesobre una superficie sólida plana. Pero no encontraba yo dónde clasificar mi resumen sobre la fricción a escala atómica en la miríada de categorías temáticas de la reunión de marzo. No es que no se investigase el rozamiento. Siempre se me había recibido bien en las sesiones dedicadas a la fricción macroscópica o la ciencia nanométrica de la multidisciplinaria Sociedad Norteamericana del Vacío. Siembargo, a la corriente principal de la física no parecía entusiasmar el tema. Casi unánimemente, se atribuía el origen del rozamiento a algo que tuviera que ver con la rugosidad de las superficies. Siendo un fenómeno tan universal, y considerada su importancia económica, cabría esperar un mayor interés. (De acuerdo con las estimaciones, si se le prestase mayor atención al rozamiento y eldesgaste los países desarrollados se ahorrarían hasta el 1.6 por ciento de sus productos nacionales brutos, nada menos que 116.000 millones de dólares en los Estados Unidos, sólo en 1995.)

Fig. 1. La abrasión desgasta las superficies de deslizamiento. Esta forma de fricción se ha llegado siempre a un daño permanente en las superficies. Pero nuevos estudios han mostrado que puede haber un intensorozamiento sin que se produzca desgaste ni daño. Profesor: Nelson Zamorano H. Cosmología 2009
La verdad es que no estaba sola en mi empeño. A finales de los años ochenta aparecieron, como la mía, muchas técnicas nuevas para estudiar la fuerza de fricción experimentalmente, deslizando átomos sobre sustratos cristalinos, o teóricamente mediante nuevos modelos computarizados. La primera vez que llamé aesta especialidad "nanotribología" -la fricción, o la tribología, estudiada en geometrías nanométricas bien definidas- fue en una publicación de enero de 1991. El término hizo pronta fortuna. La que fuera actividad de una comunidad de investigadores aislados dejada de la mano de Dios acabó convertida en disciplina científica por propio derecho. Desde entonces, los nanotribólogos han venidodescubriendo con regularidad diferencias notables entre la fricción a escala atómica y la observada microscópicamente. El rozamiento tiene muy poco que ver con la rugosidad microscópica de la superficie, y hay veces que el deslizamiento es mejor en una superficie seca que en otra humedecida. La fuerza es tan compleja, que aunque caractericemos a la perfección la interfaz de deslizamiento, no sabremos conexactitud qué pasará en ella. Si pudiésemos determinar de forma precisa el estado de cosas que media entre los contactos microscópicos y los materiales macroscópicos, lograríamos quizá, y gracias a ese mejor conocimiento del rozamiento, lubricantes superiores o piezas mecánicas más resistentes al desgaste. Por esas mismas razones técnicas se ha querido conocer bien la fricción desde tiempos...