Une étude de recherche, participé par Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), a découvert que les structures de mousse de taille nanométrique suivent les mêmes lois universelles que la mousse de savon :les petites bulles disparaissent au profit des plus grosses.

L'équipe scientifique, composé de chercheurs du Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Conseil national espagnol de la recherche) - CSIC, l'Universidad Pontificia Comillas de Madrid-UPCO, et UC3M, est parvenu à cette conclusion après avoir produit et caractérisé une nanomousse formée par rayonnement ionique sur une surface de silicium. Cette étude, récemment publié dans la revue, Lettres d'examen physique , décrit l'évolution de ces nanostructures au cours du temps d'irradiation.

Dans ce but, les scientifiques ont réalisé une expérience consistant à « bombarder » une petite plaque de silicium avec des particules énergétiques provenant d'un plasma. L'objectif était d'observer comment la surface de ce cristal réagissait à ces différentes "attaques" de ce type de rayonnement ionique (on utilise des ions :atomes d'un gaz ayant perdu un électron). « Au départ, nous étudiions d'autres méthodes d'érosion et recherchions une structure ondulée au bord de notre échantillon après avoir appliqué cette technique, mais lorsque nous avons regardé son centre, nous avons observé une structure cellulaire qui a attiré notre attention en raison de sa similitude avec de nombreux autres systèmes naturels et artificiels, " l'un des auteurs de l'étude, Mario Castro, Professeur UPCO, révélé.

Des structures cellulaires plus ou moins désordonnées se retrouvent dans de nombreux systèmes naturels :des peaux d'animaux, comme une girafe, faire du bain de mousse ou de mousse de bière, à la convection microscopique des fluides, paysages de colonnes de basalte ou divers matériaux cristallins. Cet ordre particulier est également évident dans les structures artificielles et même politiques, comme l'architecture moderne ou la délimitation des provinces sur des cartes.

"Il est intéressant de confirmer que les mêmes lois universelles qui régulent les structures cellulaires dans d'autres systèmes régulent également à l'échelle nanométrique, » a noté Rodolfo Cuerno du Département de Mathématiques de l'UC3M. « De plus, " il a ajouté " c'est la première fois que l'évolution d'un système de ce genre est assez bien reproduite par une seule équation différentielle, " qui est également appliqué à d'autres systèmes. La validité du modèle dans cette étude signifie que la formation de certains motifs auto-organisés et la dynamique de la mousse seraient des manifestations différentes d'un même principe.

« Les résultats de cette étude nous aident à comprendre comment certains systèmes matériels évoluent en présence d'un agent extérieur, comme dans ce cas de rayonnement ionique. En outre, il existe un intérêt d'ordre pratique en raison de l'importance des applications technologiques du silicium ainsi que pour les dimensions nanométriques dans lesquelles se déroule le phénomène, " a expliqué Luis Vázquez, de l'Instituto de Ciencia de Materiales (Institut des sciences des matériaux) de Madrid au CSIC.

Les observations expérimentales ont été réalisées à l'aide d'un microscope à force atomique, une machine d'une grande précision. Ce type de microscope a une résolution spatiale énorme :il distingue des variations de hauteur jusqu'au nanomètre (le millionième de millimètre) et des mouvements sur un plan horizontal jusqu'à 10 nanomètres.

Cette recherche pourrait avoir d'autres applications futures, car en général, des méthodes sont recherchées pour réaliser des structures aux dimensions nanométriques pour des usages divers, selon les scientifiques :par exemple, afin d'obtenir des conditions favorables dans certaines réactions chimiques catalytiques, optimiser le déplacement de fluides dans des circuits à si petite échelle ou en optoélectronique, pour générer de la lumière laser si certaines structures sont suffisamment ordonnées.