Científicos de la Universidad de Constanza han identificado un nuevo tipo de fricción por deslizamiento que ocurre sin contacto físico, impulsado por interacciones magnéticas. Este fenómeno desafía la ley de Amontons, un principio físico de hace 300 años, al demostrar que la fricción alcanza picos a ciertas distancias en lugar de aumentar de manera constante con la carga. Los hallazgos aparecen en Nature Materials.
Investigadores de la Universidad de Constanza llevaron a cabo un experimento de mesa utilizando una matriz bidimensional de elementos magnéticos de rotación libre colocados sobre una segunda capa magnética. Las capas nunca se tocan físicamente, pero las interacciones magnéticas producen una fricción medible durante el movimiento de deslizamiento. Al variar la distancia entre las capas, el equipo controló la carga efectiva y observó cambios en la estructura magnética. La fricción resultó ser más baja cuando las capas estaban muy cerca o muy lejos, pero aumentó bruscamente a distancias intermedias debido a preferencias magnéticas en competencia: la capa superior favoreciendo la alineación antiparalela y la inferior prefiriendo la paralela. Este conflicto provoca constantes reorientaciones de manera histérica, aumentando la pérdida de energía y creando un pico de fricción, lo que viola la ley de Amontons, que generalmente vincula la fricción linealmente a la fuerza de presión a través de las deformaciones superficiales. La ley de Amontons se ha mantenido durante más de 300 años basándose en observaciones cotidianas, como que los objetos más pesados son más difíciles de empujar. Sin embargo, en los sistemas magnéticos, el movimiento desencadena reordenamientos internos no contemplados en los modelos tradicionales. Hongri Gu, quien realizó los experimentos, declaró: 'Al cambiar la distancia entre las capas magnéticas, pudimos llevar el sistema a un régimen de interacciones competitivas donde los rotores se reorganizan constantemente mientras se deslizan'. Anton Lüders, quien desarrolló el modelo teórico, señaló: 'Desde una perspectiva teórica, este sistema es notable porque la fricción no se origina por un contacto físico superficial, sino por la dinámica colectiva de los momentos magnéticos'. Clemens Bechinger, supervisor del proyecto, añadió: 'Lo notable es que la fricción aquí surge enteramente de la reorganización interna. No hay desgaste, ni rugosidad superficial ni contacto directo. La disipación se genera únicamente por los reordenamientos magnéticos colectivos'. La física, independiente de la escala, puede aplicarse a materiales magnéticos atómicamente delgados. Las posibles aplicaciones incluyen fricción sintonizable para metamateriales friccionales, sistemas de amortiguación adaptativos, sistemas micro y nanoelectromecánicos, rodamientos magnéticos y aislamiento de vibraciones. El estudio, realizado por Hongri Gu, Anton Lüders y Clemens Bechinger, fue publicado en Nature Materials (DOI: 10.1038/s41563-026-02538-1).
