E' possibile variare (anche drammaticamente) le proprietà di scorrimento degli atomi su una superficie modificando la dimensione e la "compressione" dei loro aggregati:uno studio sperimentale e teorico condotto con la collaborazione della SISSA, l'Istituto Officina dei Materiali del CNR (Iom-Cnr-Democritos), ICTP di Trieste, l'Università di Padova, l'Università di Modena e Reggio Emilia, e l'Istituto Nanoscienze del CNR (Nano-Cnr) di Modena, è appena stato pubblicato in Nanotecnologia della natura .

(Nano)isole che scivolano libere su un mare di rame, ma quando diventano troppo grandi (e troppo densi) finiscono per incastrarsi:questo riassume bene il sistema indagato in uno studio appena pubblicato su Nanotecnologia della natura . "Possiamo passare improvvisamente da uno stato di superlubrificazione a uno di attrito estremamente elevato variando alcuni parametri del sistema oggetto di indagine. In questo studio, abbiamo usato atomi del gas nobile xeno legati tra loro per formare isole bidimensionali, depositato su una superficie di rame (Cu 111). A basse temperature questi aggregati scivolano praticamente senza attrito, “Spiega Giampaolo Mistura dell'Università di Padova. “Abbiamo aumentato la dimensione delle isole aggiungendo atomi di xeno e fino a coprire l'intera superficie disponibile l'attrito è diminuito gradualmente. Anziché, quando lo spazio disponibile si esauriva e l'aggiunta di atomi provocava la compressione delle isole, poi abbiamo visto un eccezionale aumento degli attriti".

Lo studio è stato suddiviso in una parte sperimentale (realizzata principalmente dall'Università di Padova e Nano-Cnr/Università di Modena e Reggio Emilia) e una parte teorica (basata su modelli e simulazioni al computer) condotta dalla SISSA/Iom-Cnr-Democritos /ICTP. "Per capire cosa succede quando le isole sono compresse, dobbiamo apprezzare il concetto di 'commensurabilità dell'interfaccia', " spiega Roberto Guerra, ricercatore presso la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste e tra gli autori dello studio. "Possiamo pensare al sistema che abbiamo studiato come uno composto da mattoncini Lego. Il substrato di rame è come un assemblaggio orizzontale di mattoncini e le isole allo xeno come singoli mattoncini sciolti, " commenta Guido Paolicelli del CNR Nanoscience Institute. "Se il substrato e le isole sono costituite da mattoni diversi (per larghezza e distanza tra i montanti), le isole non rimarranno mai bloccate sul substrato. Questa situazione riproduce il nostro sistema a temperature leggermente superiori allo zero assoluto dove osserviamo uno stato di superlubrificazione praticamente senza attrito. Però, l'aumento della superficie delle isole e la conseguente compressione del materiale fa sì che le isole diventino commisurate al substrato – come i mattoncini Lego che hanno la stessa inclinazione – e quando ciò accade si bloccano improvvisamente."

Lo studio è il primo a dimostrare che è possibile variare drasticamente le proprietà di scorrimento dei nano-oggetti. "Possiamo immaginare una serie di applicazioni per questo, " conclude Guerra. "Ad esempio, si potrebbero sviluppare nanocuscinetti che, a determinate condizioni, sono in grado di bloccarne il movimento, in maniera del tutto reversibile».