Saksamaa ja USA teadlased leidsid uue seletuse, miks pehmed tahked ained kergesti pindadele kleepuvad, kuid neid on raske eemaldada. Kuigi eksperdid olid pikka aega oletanud, et selles niinimetatud liimihüstereesis võivad rolli mängida mitmesugused keemilised protsessid ja materjalispetsiifilised omadused, on Freiburgi, Pittsburghi ja Akroni ülikoolide meeskond nüüdseks näidanud, et pinna karedusest üksi piisab. . Meeskonna sõnul võib see leid põhjalikult muuta seda, kuidas me mõtleme pehmete materjalide kleepuvusele.
Kui olete kunagi leidnud, et objekti on lihtne millegi külge kleepida, kuid kui see on kinni jäänud, on seda peaaegu võimatu eemaldada, olete täheldanud kleepuvat hüstereesi. "Iga pehme materjal näitab kontakti loomisel seda hüstereesi," selgitab meeskonna kaasjuht Lars Pastewka, füüsik Freiburgi mikrosüsteemide tehnika osakond. "Teip ja kleeppaberid kinnituvad kergesti, kuid neid on raske eemaldada."
1966. aastal töötasid teadlased, kes püüdsid seda käitumist selgitada, välja rusikareegli, mida nimetatakse Dahlquisti kriteeriumiks. See kriteerium näeb ette, et kui materjal on väga pehme – mida Pastewka sõnul tõlgitakse mõnikord kui Youngi moodulit, mis on väiksem kui 0.1 MPa –, kleepub see kontakti surumisel ja säilitab selle "sideme" vabastamisel.
Uues uuringus ütleb Pastewka: "Näitame, et tõelist sidet pole olemas, kuid see karedus kinnitab kontaktliini, andes Dahlquisti kriteeriumile füüsilise seletuse."
Ebastabiilsused kleepuvad hajutavad energiat
Sellele järeldusele jõudmiseks tegid Pastewka ja kolleegid Freiburgis ja livMatSi tippklaster välja töötanud mudelid, mis põimivad kokku erinevad inseneri- ja füüsikasuunad. Need ahelad hõlmavad standardset kontakti- ja murdumismehaanikat, aga ka abstraktsemaid uuringuid elastsete joonte kohta juhuslikus keskkonnas (teema, mis kuulub keerulisi süsteeme käsitlevasse füüsika harusse). Nende mudelite tulemused näitasid diskreetseid "hüppeid", mida nimetatakse libisemise ebastabiilsusteks, kui elastsete kehade perimeetrid üksteisega kokku puutuvad.
Need libisemise ebastabiilsused hajutavad energiat ja põhjustavad hüstereesi ning Pastewka ütleb, et tema teooria ja modelleerimisrühm Freiburgis oletas, et need võivad samuti mängida rolli adhesioonis. "Selle kinnitamiseks palusime oma Akroni eksperimentaalsetel kolleegidel oma mõõtmisi kontrollida, " ütleb ta. "Nad nägid ka neid hüppeid."
Mineviku hüpoteesid
Teadlased olid varem väitnud, et pehmete tahkete ainete adhesioonihüstereesi võib põhjustada viskoelastse energia hajumine – st energia, mis kaob soojuse tõttu, kui materjal kokkupuutel deformeerub. Kui materjal kokkupuutel kokku surub ja vabanemise ajal paisub, takistavad need energiakaod kontaktpinna liikumist, suurendades eraldamise ajal nakkejõudu.
Teine selgitus keskendus protsessile, mida nimetatakse kontaktvananemiseks, mis hõlmab keemiliste sidemete moodustumist kontaktpinnal. Selle hüpoteesi kohaselt, mida pikem on kontakt, seda suurem on adhesioon.
Kuigi mõlemad seletused kõlavad füüsiliselt usutavalt, näitavad meie simulatsioonid, et täheldatud hüstereesi saab seletada ilma nende spetsiifiliste energia hajutamise mehhanismideta. Antoine Sanner, Freiburgi järeldoktor, kes tegi suurema osa uuringu teoreetilisest tööst. "Ainus energia hajumise allikas meie numbrilises mudelis on kontakti serva äkiline hüppeline liikumine, mis on põhjustatud pinna karedusest."
Liimide disaini lihtsustamine
Kuna kleepuvad materjalisüsteemid on sageli kavandatud ka viskoelastseks, võib Pastewka sõnul uus töö lihtsustada (pööratavate) liimide kujundust. Selliseid liime võib kasutada pehmete robotite liikumisel, kus on vaja kontrollida robotite kokkupuutuvate jäsemete kandevõimet. Teiseks rakenduseks võivad olla tootmisettevõtete korjamis- ja kohasüsteemid, mis toetuvad üha enam pehmele robootikale.
Mullid muudavad sidemed kleepuvamaks
Selles uuringus kirjeldatud protsesse mõjutavad ka pindadevahelised veesillad ja teadlased ütlevad, et nad uurivad nüüd vee mõju haardumisele - eriti kapillaaride adhesioonide kujul. "Kuna vesi on üldlevinud, usun, et enamik liimühendusi on vähemalt teatud määral vee vahendatud, " ütleb Pastewka. "Seetõttu võib meil olla võimalik luua liideste kapillaaride jaoks sarnaseid (ja isegi lihtsamaid) mudeleid."
Kõik see on mõnevõrra üllatav tulemus uurimisprojekti jaoks, mis Pastewka sõnul keskendus algselt triboelektrile - nähtusele, mille käigus üksteisega kokkupuutuvad pinnad saavad laetud. Seda efekti saab ära kasutada energia kogumiseks ning see on seotud ka protsessidega, mis laadivad äikese ajal pilvi ja tekitavad välku. "Varasemad uuringud on näidanud, et laeng esineb liideste konkreetsetes mustrites ja arvasime, et see võib olla seotud liideste eraldumisega," räägib Pastewka. Füüsika maailm. "Seetõttu otsustasime uurida eraldumisprotsesside üksikasju ja avastasime libisemise ebastabiilsuse."
Töö on üksikasjalikult kirjeldatud Teadus ettemaksed.
- SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
- PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
- PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
- PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
- PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
- Allikas: https://physicsworld.com/a/sticky-materials-un-stick-themselves-in-jumps/
- :on
- :on
- : kus
- $ UP
- 1
- a
- Võimalik
- MEIST
- ABSTRACT
- Vastavalt
- konto
- tegevus
- mõjutatud
- AL
- peaaegu
- üksi
- Ka
- an
- ja
- Teine
- taotlus
- OLEME
- valdkondades
- AS
- At
- kinnitage
- Laviin
- BE
- muutuma
- käitumine
- Uskuma
- asutused
- Võlakirjad
- mõlemad
- Filiaal
- sillad
- kuid
- by
- kutsutud
- CAN
- Võimsus
- põhjustatud
- kindel
- muutma
- tasu
- laetud
- kontrollima
- keemiline
- Keemilised protsessid
- Cluster
- kolleegidega
- tulevad
- keeruline
- järeldus
- Kinnitama
- ehitama
- kontakt
- kontrollida
- võiks
- vastu
- tumedam
- tegelema
- otsustatud
- kirjeldatud
- Disain
- kavandatud
- üksikasjalik
- detailid
- arenenud
- skeem
- DID
- erinev
- raske
- ajal
- iga
- kergesti
- lihtne
- serv
- mõju
- töötavad
- energia
- Inseneriteadus
- piisavalt
- Isegi
- KUNAGI
- olemas
- laieneb
- eksperimentaalne
- ekspertide
- Selgitama
- selgitas
- Selgitab
- selgitus
- Selgitused
- Exploited
- Avastades
- ulatus
- leidmine
- sobima
- keskendunud
- eest
- Sundida
- vorm
- moodustamine
- avastatud
- luumurd
- põhimõtteliselt
- Saksamaa
- saama
- suurem
- Grupp
- olnud
- koristus
- Olema
- he
- rohkem
- tema
- Kuidas
- HTTPS
- i
- if
- illustreeriv
- pilt
- võimatu
- in
- sisaldama
- kasvav
- üha rohkem
- näitama
- mõju
- info
- liidesed
- sisse
- hõlmab
- probleem
- IT
- jpg
- hüppama
- hüppab
- teatud
- viima
- kõige vähem
- vähem
- peitub
- välk
- joon
- liinid
- Pikk
- enam
- Vaata
- kaod
- kadunud
- tehtud
- säilitada
- tegema
- Tegemine
- tootmine
- kaardid
- materjal
- materjalid
- max laiuse
- mai..
- mõõdud
- mehaanika
- mehhanismid
- Meedia
- võib
- mudel
- modelleerimine
- mudelid
- rohkem
- kõige
- liikumine
- palju
- Vajadus
- Uus
- ei
- märkused
- nüüd
- objekt
- esineb
- of
- maha
- sageli
- on
- kunagi
- ainult
- oranž
- algselt
- Muu
- meie
- Tulemus
- eriti
- mustrid
- nähtus
- füüsiline
- Füüsiliselt
- füüsik
- Füüsika
- Füüsika maailm
- mänd
- Taimed
- Platon
- Platoni andmete intelligentsus
- PlatoData
- usutav
- mängima
- varem
- protsess
- Protsessid
- tootma
- projekt
- omadused
- lükatakse
- juhuslik
- jõudma
- reaalne
- Red
- seotud
- vabastama
- vabastatud
- tuginedes
- kõrvaldama
- teadustöö
- uurija
- Teadlased
- sarnane
- Tulemused
- robootika
- robotid
- Roll
- Eeskiri
- nägin
- ütlema
- ütleb
- teadus
- teadlased
- otsib
- näitama
- näitas
- näidatud
- sarnane
- lihtsam
- lihtsustama
- simulatsioonid
- Pehme
- midagi
- mõnikord
- mõnevõrra
- heli
- allikas
- konkreetse
- standard
- Ühendriigid
- kleepuv
- Ahelad
- Uuring
- selline
- äkiline
- Pind
- üllatav
- süsteemid
- meeskond
- ütleb
- kui
- et
- .
- oma
- ennast
- teoreetiline
- teooria
- Seal.
- seetõttu
- Need
- nad
- mõtlema
- see
- kuigi?
- arvasin
- thumbnail
- Seega
- et
- kokku
- teema
- tõsi
- kõikjal
- all
- Ülikoolid
- us
- eri
- väga
- Vesi
- Tee..
- we
- Jutustama
- Hästi
- millal
- mis
- WHO
- miks
- will
- koos
- jooksul
- ilma
- Töö
- maailm
- oleks
- saagikus
- sephyrnet