Para peneliti di Jerman dan AS telah menemukan penjelasan baru mengapa zat padat lunak mudah menempel pada permukaan tetapi sulit dihilangkan. Meskipun para ahli telah lama berhipotesis bahwa berbagai proses kimia dan sifat spesifik material dapat berperan dalam apa yang disebut histeresis perekat, sebuah tim di universitas Freiburg, Pittsburgh dan Akron kini telah menunjukkan bahwa kekasaran permukaan saja sudah cukup untuk menjelaskan hal tersebut. . Menurut tim, temuan ini secara mendasar dapat mengubah cara kita berpikir tentang sifat lengket bahan lunak.
Jika Anda pernah merasa mudah untuk menempelkan suatu benda pada sesuatu, namun hampir tidak mungkin melepaskannya setelah benda itu tersangkut, Anda telah mengamati aksi histeresis perekat. “Bahan lunak apa pun akan menunjukkan histeresis ini saat melakukan kontak,” jelas salah satu pemimpin tim Lars Pastewka, seorang fisikawan di departemen teknik sistem mikro di Freiburg. “Selotip dan kertas tempel mudah dipasang tetapi sulit dilepaskan.”
Pada tahun 1966, para ilmuwan yang berusaha menjelaskan perilaku ini mengembangkan aturan praktis yang disebut kriteria Dahlquist. Kriteria ini menyatakan bahwa jika suatu bahan sangat lunak – yang menurut Pastewka kadang-kadang diterjemahkan sebagai membutuhkan modulus Young kurang dari 0.1 MPa – bahan tersebut akan “terikat” ketika didorong ke dalam kontak, dan akan mempertahankan “ikatan” ini ketika dilepaskan.
Dalam studi barunya, Pastewka mengatakan, “Kami menunjukkan bahwa tidak ada 'ikatan' yang nyata, namun kekasaran tersebut menyematkan garis kontak, sehingga menghasilkan penjelasan fisik untuk kriteria Dahlquist.”
Ketidakstabilan “stick-slip” menghilangkan energi
Untuk mencapai kesimpulan ini, Pastewka dan rekannya di Freiburg dan livCluster Keunggulan MatS mengembangkan model yang menyatukan berbagai bidang teknik dan fisika. Untaian ini mencakup mekanika kontak dan patahan standar serta penelitian yang lebih abstrak tentang garis elastis dalam media acak (topik yang terletak dalam cabang fisika yang berhubungan dengan sistem kompleks). Hasil dari model ini menunjukkan “lompatan” terpisah yang dikenal sebagai ketidakstabilan stick-slip yang terjadi ketika keliling benda elastis saling bersentuhan.
Ketidakstabilan stick-slip ini menghilangkan energi dan menyebabkan histeresis, dan Pastewka mengatakan bahwa kelompok teori dan pemodelannya di Freiburg berhipotesis bahwa mereka juga dapat berperan dalam adhesi. “Untuk mengonfirmasi hal ini, kami meminta rekan eksperimental kami di Akron untuk memeriksa pengukuran mereka,” katanya. “Mereka juga melihat lompatan ini.”
Hipotesis masa lalu
Para ilmuwan sebelumnya menyatakan bahwa histeresis adhesi pada padatan lunak mungkin disebabkan oleh disipasi energi viskoelastik – yaitu energi yang hilang menjadi panas ketika suatu material berubah bentuk selama kontak. Jika suatu material terkompresi selama kontak dan mengembang selama pelepasan, kehilangan energi ini akan melawan pergerakan permukaan kontak, sehingga meningkatkan gaya rekat selama pemisahan.
Penjelasan lain berpusat pada proses yang disebut penuaan kontak, yang melibatkan pembentukan ikatan kimia pada permukaan kontak. Berdasarkan hipotesis ini, semakin lama kontak terjadi, semakin besar daya rekatnya.
Meskipun kedua penjelasan tersebut terdengar masuk akal secara fisik, “Simulasi kami menunjukkan bahwa histeresis yang diamati dapat dijelaskan tanpa mekanisme disipasi energi spesifik ini,” kata Antoine Sanner, seorang peneliti pascadoktoral di Freiburg yang melakukan sebagian besar pekerjaan teoritis penelitian ini. “Satu-satunya sumber disipasi energi dalam model numerik kami adalah gerakan lompatan tiba-tiba pada tepi kontak, yang disebabkan oleh kekasaran permukaan.”
Menyederhanakan desain perekat
Karena sistem bahan yang dirancang untuk bersifat lengket seringkali juga dirancang untuk bersifat viskoelastik, Pastewka mengatakan bahwa penelitian baru ini dapat menyederhanakan desain perekat (yang dapat dibalik). Perekat semacam itu mungkin digunakan dalam penggerak robot lunak, di mana terdapat kebutuhan untuk mengontrol kapasitas menahan beban dari anggota badan robot yang bersentuhan. Penerapan lainnya mungkin adalah sistem pick-and-place untuk pabrik manufaktur, yang semakin mengandalkan robot lunak.
Gelembung membuat perban lebih lengket
Proses yang dijelaskan dalam penelitian ini juga dipengaruhi oleh jembatan air antar muka, dan para peneliti mengatakan mereka sekarang sedang mengeksplorasi pengaruh air terhadap adhesi – khususnya dalam bentuk adhesi kapiler. “Karena air ada di mana-mana, saya yakin sebagian besar sambungan perekat setidaknya sampai batas tertentu dimediasi oleh air,” kata Pastewka. “Oleh karena itu, kami mungkin dapat membuat model kapiler yang serupa (dan bahkan lebih sederhana) pada antarmuka.”
Semua ini merupakan hasil yang agak mengejutkan untuk proyek penelitian yang, menurut Pastewka, awalnya berfokus pada triboelektrik – fenomena dimana permukaan yang bersentuhan satu sama lain menjadi bermuatan. Efek ini dapat dimanfaatkan untuk pengumpulan energi, dan juga terkait dengan proses yang mengisi awan selama badai petir dan menghasilkan petir. “Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa muatan terjadi dalam pola tertentu pada antarmuka, dan kami pikir hal ini mungkin terkait dengan bagaimana antarmuka terlepas,” kata Pastewka. Dunia Fisika. “Inilah sebabnya kami memutuskan untuk melihat rincian proses detasemen dan menemukan ketidakstabilan.”
Pekerjaan dirinci dalam Kemajuan ilmu pengetahuan.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://physicsworld.com/a/sticky-materials-un-stick-themselves-in-jumps/
- :memiliki
- :adalah
- :Di mana
- $NAIK
- 1
- a
- Sanggup
- Tentang Kami
- ABSTRAK
- Menurut
- Akun
- Tindakan
- terpengaruh
- AL
- hampir
- sendirian
- juga
- an
- dan
- Lain
- Aplikasi
- ADALAH
- daerah
- AS
- At
- melampirkan
- Longsor
- BE
- menjadi
- laku
- Percaya
- tubuh
- Obligasi
- kedua
- Cabang
- jembatan
- tapi
- by
- bernama
- CAN
- Kapasitas
- disebabkan
- tertentu
- perubahan
- biaya
- dibebankan
- memeriksa
- kimia
- Proses kimia
- Kelompok
- rekan
- kedatangan
- kompleks
- kesimpulan
- Memastikan
- membangun
- kontak
- kontrol
- bisa
- menetralkan
- gelap
- berurusan
- memutuskan
- dijelaskan
- Mendesain
- dirancang
- terperinci
- rincian
- dikembangkan
- diagram
- MELAKUKAN
- berbeda
- sulit
- selama
- setiap
- mudah
- Mudah
- Tepi
- efek
- dipekerjakan
- energi
- Teknik
- cukup
- Bahkan
- pERNAH
- ada
- mengembang
- eksperimental
- ahli
- Menjelaskan
- menjelaskan
- Menjelaskan
- penjelasan
- penjelasan
- dieksploitasi
- Menjelajahi
- tingkat
- temuan
- cocok
- terfokus
- Untuk
- kekuatan
- bentuk
- pembentukan
- ditemukan
- patah
- secara fundamental
- Jerman
- mendapatkan
- lebih besar
- Kelompok
- memiliki
- Panen
- Memiliki
- he
- lebih tinggi
- -nya
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- HTTPS
- i
- if
- menggambarkan
- gambar
- mustahil
- in
- memasukkan
- meningkatkan
- makin
- menunjukkan
- mempengaruhi
- informasi
- interface
- ke
- melibatkan
- isu
- IT
- jpg
- melompat
- melompat
- dikenal
- memimpin
- paling sedikit
- kurang
- terletak
- petir
- baris
- baris
- Panjang
- lagi
- melihat
- kerugian
- kalah
- terbuat
- memelihara
- membuat
- Membuat
- pabrik
- Peta
- bahan
- bahan
- max-width
- Mungkin..
- pengukuran
- mekanika
- mekanisme
- Media
- mungkin
- model
- pemodelan
- model
- lebih
- paling
- gerakan
- banyak
- Perlu
- New
- tidak
- Catatan
- sekarang
- obyek
- terjadi
- of
- lepas
- sering
- on
- sekali
- hanya
- Jeruk
- semula
- Lainnya
- kami
- Hasil
- khususnya
- pola
- gejala
- fisik
- Secara fisik
- ahli fisika
- Fisika
- Dunia Fisika
- pin
- tanaman
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- masuk akal
- Bermain
- sebelumnya
- proses
- proses
- menghasilkan
- proyek
- properties
- terdorong
- acak
- mencapai
- nyata
- Merah
- terkait
- melepaskan
- dirilis
- mengandalkan
- menghapus
- penelitian
- peneliti
- peneliti
- menyerupai
- Hasil
- robotika
- robot
- Peran
- Aturan
- melihat
- mengatakan
- mengatakan
- Ilmu
- ilmuwan
- pencarian
- Menunjukkan
- menunjukkan
- ditunjukkan
- mirip
- lebih sederhana
- menyederhanakan
- simulasi
- Lunak
- sesuatu
- kadang-kadang
- agak
- Suara
- sumber
- tertentu
- standar
- Negara
- lengket
- Helai
- Belajar
- seperti itu
- tiba-tiba
- Permukaan
- mengherankan
- sistem
- tim
- mengatakan
- dari
- bahwa
- Grafik
- mereka
- diri
- teoretis
- teori
- Sana.
- karena itu
- Ini
- mereka
- berpikir
- ini
- meskipun?
- pikir
- kuku ibu jari
- Demikian
- untuk
- bersama
- tema
- benar
- di mana-mana
- bawah
- Universitas
- us
- berbagai
- sangat
- air
- Cara..
- we
- Menenun
- BAIK
- ketika
- yang
- SIAPA
- mengapa
- akan
- dengan
- dalam
- tanpa
- Kerja
- dunia
- akan
- penurut
- zephyrnet.dll