Las leyes que gobiernan cómo los patrones superficiales intrincados, como aquellos de la coliflor, se desarrollan con el tiempo, han sido descritos, por primera vez, por un grupo de investigadores europeos.
En un estudio publicado el 24 de octubre, en el New Journal of Physics de IOP y la Sociedad Alemana de Física, los investigadores han proporcionado una fórmula matemática para describir los procesos que dictan cómo los patrones tipo coliflor –un tipo de patrón fractal- se forman y se desarrollan.
El término fractal define un patrón que, cuando tomas una pequeña parte de él, se ve similar, aunque tal vez no idéntico, a su estructura completa. Por ejemplo, la hoja de un helecho se asemeja a la planta completa, y el afluente de un río asemeja la forma de un río por sí mismo.
La naturaleza está llena de patrones fractales; se pueden ver en las nubes, los relámpagos, cristales, copos de nieve, montañas y vasos sanguíneos. El patrón fractal de la coliflor es ubicuo y puede ser detectado en numerosos sistemas vivos y no vivos.
Las propiedades de los fractales, tales como sus figuras, tamaños y posiciones relativas, han sido estudiados extensivamente; sin embargo, poco se sabe de los procesos involucrados en su formación.
Para identificar esto, los investigadores de Comillas Pontifical University, Universidad Carlos III de Madrid, Instituto de Ciencia de Materiales-CSIC, École Polytechnique y Katholieke Universiteit Leuven, primero cultivaron películas delgadas utilizando una técnica conocida como deposición química de vapor (CVD, por sus siglas en inglés).
CVD es una técnica utilizada para cultivar un sólido, en el que un sustrato se expone a un número de precursores que reaccionan y/o se descomponen en su superficie para crear una película delgada específica. Los investigadores hicieron el proceso CVD para que la película creciera en formas similares a aquellas vistas en la coliflor, pero limitado a escalas submicrónicas.
De esto, los investigadores pudieron derivar la fórmula que describe cómo los patrones tipo coliflor se desarrollan con el tiempo. Probaron que la fórmula fue capaz de predecir con éxito los patrones finales tipo coliflor al compararlos con los patrones reales de las plantas de coliflor y frentes de combustión, ambos que ocurren a escalas mucho mayores.
El coautor del estudio, Mario Castro, dijo: “A pesar del amplio éxito de la geometría fractal para describir las formas fractales naturales y artificiales, las descripciones puramente geométricas no arrojan luz hacia las leyes que gobiernan la emergencia de estas figuras en el tiempo”.
“Creemos que al conocer las leyes generales que dictan cómo estos patrones se forman y crecen, ayudará a identificar los mecanismos físicos y biológicos que están en juego.”
Tomado de:
http://iopscience.iop.org/1367-2630/14/10/103039/article
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