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Armonía a escala nanométrica ■ ■■

do los iones llegan al material objetivo, transfieren corresponde al transporte de materia (masa) desde las
gran parte de su energía a los átomos de éste median- protuberancias hacia las depresiones debido al calen-
te una serie de colisiones. Una imagen bastante co- tamiento de la superficie durante la irradiación iónica
nocida que nos puede ayudar a entender lo anterior (parte de la energía transferida desde los iones hacia
es la jugada de saque en el billar: la bola blanca que los átomos superficiales se da en forma de calor).
inicia el saque sería el ion incidente, mientras las Así, mientras el mecanismo de erosión iónica in-
demás bolas representan los átomos del material ob- duce el incremento en altura de las protuberancias
jetivo. Por otro lado, debido a que los átomos su- superficiales, el transporte de masa descrito arriba
perficiales están menos enlazados al material que si achataría las protuberancias más altas, manteniendo
estuvieran en el interior del mismo –a causa de que ambos mecanismos, durante la irradiación iónica,
arriba de ellos no hay átomo alguno que los enlace–, con una especie de equilibrio entre sí. Los nanopa-
es posible que, al colisionar con los iones, algunos trones superficiales son el resultado de este equilibrio,
de ellos sean expulsados desde la superficie del ma- de esta armonía entre dos mecanismos atómicos que
terial, es decir, sean erosionados superficialmente. compiten uno con otro para lograr, en última ins-
De acuerdo con las teorías físicas más aceptadas, la tancia, que la superficie irradiada se encuentre en
velocidad con que cierta parte de la superficie es ero- el estado de menor energía. Y la razón de que los
sionada es proporcional a la energía ahí depositada nanopatrones superficiales inducidos por irradiación
por todos los iones incidentes. iónica sean similares a los patrones superficiales ma-
Ahora bien, ¿qué papel tiene la erosión iónica croscópicos es que, en ambos casos, opera el mismo
sobre la forma que toma la superficie? Microscópica- principio de conservación de la energía.
mente, todas las superficies son irregulares; es decir,
están repletas de depresiones y protuberancias. Du-
rante la irradiación iónica, y por razones meramente ¿Y esto cómo podría aplicarse?
geométricas, resulta que la energía depositada por Los nanopatrones superficiales formados por irra-
todos los iones es mayor en estas depresiones que diación iónica no sólo son fascinantes por sí mismos,
en las protuberancias, lo cual implica –de acuerdo sino que podrían aplicarse para mejorar el rendimien-
con lo dicho arriba– que las primeras se erosionan to de ciertos dispositivos que actualmente tienen una
más rápido que la segundas. Esto significa, en otras gran relevancia tecnológica. Por ejemplo, se ha en-
palabras, que durante el proceso de irradiación las contrado que la superficie ondulada que se forma
protuberancias superficiales, en comparación con en un vidrio irradiado con argón puede mejorar la
las depresiones, van a crecer en altura sin parar. eficiencia de conversión de energía luminosa en
Sin embargo, esto no es lo que pasa realmente energía eléctrica, lo cual constituye la principal
porque es energéticamente costoso. En el mundo na- preocupación en la fabricación de celdas solares. La
tural todo sistema siempre tomará la configuración mejora en la eficiencia de conversión de energía lu-
que posea la menor energía posible, y una superficie minosa en energía eléctrica por una superficie ondu-
cuyas protuberancias crecen en altura sin parar, sin lada se debe a que la luz solar puede quedar atrapada
duda, no cumple con este principio –por esta misma dentro de los valles superficiales de dicha superficie,
razón los árboles no pueden crecer indefinidamente permitiendo que –en comparación con lo que suce-
ni podemos construir rascacielos tan altos como que- de con una superficie plana– la fracción de luz solar
ramos–. Por lo tanto, para que la superficie llegue a absorbida por la celda (que después se transforma en
un estado energético de mínima energía, debe apare- energía eléctrica) sea mayor.
cer un mecanismo que contrarreste el efecto anterior Los nanopatrones superficiales formados por irra-
de la erosión superficial; es decir, que limite el cre- diación iónica también podrían aplicarse para alar-
cimiento en altura de las protuberancias superficiales gar la vida útil de los implantes médicos, ya que se ha
durante la irradiación iónica. Tal mecanismo es el que encontrado que la presencia de un patrón de ondas

abril-junio de 2026 ♦ volumen 77 número 2 ♦ ciencia 79