قام باحثون في فرنسا بتطوير تقنية جديدة لضبط قوى الاحتكاك عند الواجهات بين المواد المختلفة. جوليان شيبرت استخدم وزملاؤه في جامعة ليون أسطحًا بسيطة وسهلة التعديل لإنشاء معاملات احتكاك محددة عند السطح البيني بين عينات الزجاج والمطاط الصناعي.
من شاشات اللمس إلى الأيدي الآلية، تعد الاتصالات الاحتكاكية مكونًا أساسيًا في العديد من الأجهزة الحديثة. لتحسين أدائهم، يحتاج المصممون إلى فرض رقابة صارمة على قوى الاحتكاك في واجهات المواد. ومع ذلك، على الرغم من قرون من البحث الدقيق، ما زلنا لا نملك طريقة موثوقة للتنبؤ بمعامل الاحتكاك عبر أي واجهة معينة.
تكمن الصعوبة الرئيسية في فهم الاحتكاك في التنوع الهائل للأنسجة الموجودة على الأسطح. يمكن أن يمتد حجم المعالم السطحية إلى عدة مستويات: من المقياس الذري إلى المقياس المليمتري. نظرًا لأن كل هذه الميزات يمكن أن تؤثر على الاحتكاك بين سطحين، فغالبًا ما يكون من الصعب للغاية حساب معاملات الاحتكاك من المبادئ الأولى.
يوجد حاليًا تقنيتان رئيسيتان لتحسين الاحتكاك بين الأسطح. تتمثل إحدى الطرق في اختيار زوج من المواد التي تتعرض للقدر الصحيح من الاحتكاك. ومع ذلك، غالبًا ما لا تتمتع هذه المواد بالخصائص الأخرى - الحرارية والكهربائية وما إلى ذلك - المطلوبة لتطبيق معين.
سوء الفهم
يوضح شيبرت: "التقنية الثانية هي إنشاء أنسجة دقيقة اصطناعية على الأسطح". "ولكن نظرًا لأن العلاقة بين الملمس والاحتكاك لا تزال غير مفهومة جيدًا، فعادةً ما يتم تحديد القوام المناسب فقط بعد حملات تجريبية طويلة ومكلفة."
في دراستهم، قام فريق شيبرت بتحسين النهج النسيجي الدقيق باستخدام أسطح فوقية بسيطة للغاية تشتمل على مصفوفات مربعة من الأغطية الكروية. يمكن إعطاء كل غطاء ارتفاعًا محددًا بالنسبة للأغطية الأخرى (انظر الشكل).
يوضح شيبرت: "في هذه الظروف، يمكن صياغة الاستجابة [الاحتكاكية] للواجهة بدقة، ويمكن تحديد قائمة الارتفاعات التي توفر سلوك الاحتكاك المستهدف قبل تصنيع الأسطح فعليًا". وبهذه الطريقة، تمكن الفريق من هندسة أنسجة مختلفة لتحقيق المستوى المطلوب من الاحتكاك بين الوجه في المحاولة الأولى.
اختبر الباحثون نهجهم من خلال إعداد الأسطح الفوقية على عينات بحجم سنتيمتر واحد من المطاط الصناعي الشبيه بالمطاط. يتميز كل سطح بشبكة مكونة من 64 غطاءًا كرويًا مصنوعًا من المطاط الصناعي. يتم تحديد الارتفاع الذي تبرز عنده كل قبعة من السطح بشكل فردي، مما يسمح للفريق بإنشاء مجموعة من الأسطح المختلفة.
يتم قياس الاحتكاك عن طريق وضع قطعة مسطحة من الزجاج أعلى السطح المعدني والدفع لأسفل أثناء سحب الزجاج على طول السطح المعدني. ومن خلال ضبط بنية الأسطح الخارقة بطريقة منهجية، يمكن إنشاء معاملات احتكاك محددة في الواجهة.
معاملي احتكاك مختلفين
نجح هذا النهج دون الحاجة إلى حسابات مبدئية لقوى الاحتكاك، ودون تغيير أي خصائص للمواد نفسها. ويضيف شيبرت: "وأكثر من ذلك، قمنا بإعداد جهات اتصال تتميز بمعاملي احتكاك مختلفين، يعتمدان على مستوى الضغط المطبق على الواجهة - وهو سلوك نادر جدًا بطبيعته".
يقوم الاحتكاك برفع الأحمال الثقيلة في الحبال والغزول
باستخدام هذا النهج السريع والميسور التكلفة، تمكن فريق شيبرت من إعادة إنتاج مجموعة متنوعة من قوانين الاحتكاك المعروفة في تجاربهم: بما في ذلك القوانين الخطية، حيث يظل معامل الاحتكاك ثابتًا مع زيادة قوى القص عبر الواجهة؛ وقوانين غير خطية أكثر تعقيدًا، حيث يختلف هذا المعامل باختلاف قوة القص.
وبينما يقومون بتحسين تقنيتهم بشكل أكبر، يتصور الباحثون مجموعة واسعة من التطبيقات لنهجهم في الأسطح المعدنية القابلة للتعديل. يقول شيبرت: "إن إنشاء واجهات اتصال تتوافق مع سلوك احتكاك محدد هو الكأس المقدسة في علم الاحتكاك".
"توفر استراتيجية التصميم لدينا أدوات جديدة لإعداد مثل هذه الواجهات الاحتكاكية. ومن الممكن أن يفتح هذا فرصًا في مختلف المجالات الصعبة، بدءًا من الرياضة وحتى الروبوتات الناعمة. إذا تم تجهيزها بأجهزة استشعار ومشغلات، فإن واجهاتنا الوصفية تحمل وعدًا بواجهات اتصال ذكية مع ضبط الاحتكاك في الوقت الفعلي.
تم وصف البحث في علوم.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://physicsworld.com/a/simple-metasurfaces-offer-control-over-friction-at-material-interfaces/
- :لديها
- :يكون
- :ليس
- :أين
- $ UP
- 160
- a
- ماهرون
- بدقة
- التأهيل
- في
- في الواقع
- يضيف
- قابل للتعديل
- بأسعار معقولة
- بعد
- الكل
- السماح
- على طول
- كمية
- و
- أي وقت
- تطبيق
- التطبيقات
- تطبيقي
- نهج
- هي
- مجموعة
- مصطنع
- AS
- At
- الذري
- BE
- لان
- كان
- قبل
- سلوك
- ما بين
- الملابس السفلية
- by
- حساب
- الحسابات
- الحملات
- CAN
- قبعة
- قبعات
- حذر
- حقيبة
- قرون
- تحدي
- متغير
- درجة
- الزملاء
- مجمع
- عنصر
- الشروط
- ثابت
- التواصل
- جهات الاتصال
- مراقبة
- تصحيح
- مكلفة
- استطاع
- خلق
- خلق
- تعتمد
- وصف
- تصميم
- المصممين
- مطلوب
- على الرغم من
- مصمم
- المتقدمة
- الأجهزة
- مختلف
- صعبة
- صعوبة
- تنوع
- do
- هل
- إلى أسفل
- كل
- مهندس
- إنشاء
- إلخ
- حتى
- الخبره في مجال الغطس
- تجربة
- تجريبي
- تجارب
- ويوضح
- عقار مميز
- المميزات
- ويتميز
- مجال
- الشكل
- الاسم الأول
- مسطحة
- في حالة
- القوة
- القوات
- وجدت
- فرنسا
- احتكاك
- تبدأ من
- إضافي
- معطى
- زجاج
- العناية باليد
- يملك
- ثقيل
- رفع أحمال ثقيلة
- ارتفاع
- المرتفعات
- عقد
- لكن
- HTTPS
- if
- تحسن
- تحسن
- in
- بما فيه
- القيمة الاسمية
- لا يصدق
- بشكل فردي
- تأثير
- معلومات
- السطح البيني
- واجهات
- تحقيق
- قضية
- IT
- JPG
- القفل
- معروف
- القوانين
- مستوى
- تجميل
- قائمة
- طويل
- صنع
- الرئيسية
- تصنيع
- كثير
- مطابقة
- مادة
- المواد
- ماكس العرض
- طريقة
- تقدم
- الأكثر من ذلك
- الطبيعة
- حاجة
- جديد
- of
- عرض
- عروض
- غالبا
- on
- ONE
- فقط
- جاكيت
- الفرص
- الأمثل
- تحسين
- الطلبات
- أخرى
- لنا
- على مدى
- زوج
- أداء
- فيزياء
- عالم الفيزياء
- قطعة
- وضع
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- يحتمل
- توقع
- أعدت
- إعداد
- مبادئ
- وعد
- HAS
- ويوفر
- دفع
- سريع
- نطاق
- نادر
- في الوقت الحقيقي
- المناطق
- صلة
- الخدمة الموثوقة
- مطلوب
- بحث
- الباحثين
- احترام
- استجابة
- جامد
- الروبوتات
- يقول
- النطاقات
- علوم
- الثاني
- انظر تعريف
- حدد
- أجهزة الاستشعار
- طقم
- عدة
- الاشارات
- ببساطة
- منذ
- المقاس
- سمارت
- ناعم
- امتداد
- محدد
- محدد
- رياضة
- مربع
- لا يزال
- بناء
- دراسة
- هذه
- مناسب
- المساحة
- المستهدفة
- فريق
- تقنية
- تقنيات
- اختبار
- أن
- •
- من مشاركة
- أنفسهم
- هناك.
- حراري
- تشبه
- هم
- صورة مصغرة
- إلى
- أدوات
- تيشرت
- صحيح
- محاولة
- ضبط
- اثنان
- أنواع
- فهم
- فهم
- جامعة
- مستعمل
- استخدام
- عادة
- تشكيلة
- مختلف
- جدا
- طريق..
- we
- كان
- التي
- في حين
- واسع
- مع
- بدون
- عمل
- العالم
- زفيرنت