Surgen "galaxias" en el metal: ¿de dónde vienen? 🌀
Yilin Wong, de la Universidad de California en Los Ángeles, dejó accidentalmente una muestra de germanio recubierta con películas metálicas en contacto con agua. Al día siguiente, se observaron patrones en espiral bajo el microscopio. Esta observación fortuita abrió el camino para un estudio detallado de estos fenómenos.
Una espiral de 500 μm de diámetro.
Crédito: Yilin Wong
Este descubrimiento, publicado en Physical Review Materials, es el avance más importante en el estudio de patrones químicos desde la década de 1950. Los investigadores variaron parámetros como el grosor de la película metálica para producir diferentes patrones.
El proceso implica una capa de cromo y oro sobre una oblea de germanio, expuesta a una solución de grabado. La reacción química, catalizada por la película metálica, crea patrones en la superficie. Las tensiones mecánicas en la película metálica juegan un papel clave en la formación de estos patrones, mostrando una interacción única entre química y física.
Este hallazgo tiene implicaciones para comprender procesos naturales, como la formación de grietas o el crecimiento biológico. Los patrones observados se asemejan a los producidos por sistemas biológicos, donde las enzimas catalizan el crecimiento que deforma los tejidos. Este sistema ofrece un modelo para estudiar estas interacciones en laboratorio.
El estudio de patrones químicos comenzó en los años 1950 con los trabajos de Boris Belousov y Alan Turing. El sistema de Wong y Zocchi representa un avance importante, ofreciendo un nuevo marco para explorar estos fenómenos. Sus trabajos podrían inspirar nuevas investigaciones en física y biología.
¿Cómo influyen las tensiones mecánicas en los patrones químicos?
Las tensiones mecánicas en las películas metálicas pueden deformar la superficie, creando patrones específicos durante las reacciones químicas. Estas deformaciones actúan como plantillas para los patrones que se forman.
La tensión o compresión preexistente en el metal determina la forma de los patrones. Esto muestra cómo la física y la química interactúan para crear estructuras. Este fenómeno es similar a cómo los tejidos biológicos crecen bajo la influencia de enzimas.