חוקרים בגרמניה ובארה"ב מצאו הסבר חדש מדוע מוצקים רכים נדבקים למשטחים בקלות אך קשה להסירם. אף על פי שמומחים שיערו זה מכבר שתהליכים כימיים שונים ומאפיינים ספציפיים לחומרים יכולים לשחק תפקיד במה שנקרא היסטרזיס דבק זה, צוות באוניברסיטאות פרייבורג, פיטסבורג ואקרון הראה כעת שחספוס פני השטח לבדו מספיק כדי להסביר זאת. . לדברי הצוות, ממצא זה עשוי לשנות מהותית את הדרך בה אנו חושבים על דביקות של חומרים רכים.
אם אי פעם היה לך קל להדביק חפץ למשהו, אבל כמעט בלתי אפשרי להוריד אותו ממנו ברגע שהוא תקוע, הבחנת בהיסטרזיס דבק בפעולה. "כל חומר רך יראה את ההיסטרזיס הזה בעת יצירת קשר", מסביר מנהיג שותף בצוות לארס פסטווקה, פיזיקאי ב המחלקה להנדסת מיקרו-מערכות בפרייבורג. "סקוטש ופתקים נדבקים בקלות אך קשה לנתק."
בשנת 1966, מדענים שביקשו להסביר התנהגות זו פיתחו כלל אצבע שנקרא קריטריון דאלקוויסט. קריטריון זה קובע שאם חומר רך מאוד - שלדברי Pastewka מתורגם לפעמים כדורש מודול יאנג של פחות מ-0.1 MPa - הוא "יקשר" כאשר הוא נדחף למגע, והוא ישמור על "הקשר" הזה כאשר ישתחרר.
במחקר החדש, Pastewka אומר, "אנחנו מראים שאין 'קשר' אמיתי, אבל החספוס הזה מצמיד את קו המגע, ומניב הסבר פיזי לקריטריון Dahlquist."
חוסר יציבות "מקל" מפזר אנרגיה
כדי להגיע למסקנה זו, Pastewka ועמיתיו בפרייבורג וה ליבאשכול מצוינות MatS פיתחו מודלים השוזרים יחד חוטים שונים של הנדסה ופיזיקה. גדילים אלו כוללים מכניקת מגע ושברים סטנדרטית וכן מחקר מופשט יותר על קווים אלסטיים במדיה אקראית (נושא שנמצא בענף הפיזיקה העוסק במערכות מורכבות). התוצאות של מודלים אלה הראו "קפיצות" בדידות הידועות כאי יציבות של סטיק-slip המתרחשות כאשר היקפים של גופים אלסטיים מתקשרים זה עם זה.
חוסר היציבות הללו מפזרות אנרגיה ומובילות להיסטרזה, ופסטבקה אומר שהתיאוריה וקבוצת הדוגמנות שלו בפרייבורג שיערו שהם יכולים למלא תפקיד גם בהדבקה. "כדי לאשר זאת, ביקשנו מעמיתינו לניסוי באקרון לבדוק את המידות שלהם", הוא אומר. "הם גם ראו את הקפיצות האלה."
השערות עבר
מדענים הציעו בעבר שהיסטרזיס של הידבקות במוצקים רכים עלולה להיגרם על ידי פיזור של אנרגיה ויסקו אלסטית - כלומר, אנרגיה שאבדה לחום כאשר חומר מתעוות במהלך מגע. אם חומר נדחס במהלך המגע ומתרחב במהלך השחרור, הפסדי אנרגיה אלו ינטרלו את התנועה של משטח המגע, ויגדילו את כוח ההדבקה במהלך ההפרדה.
הסבר נוסף התרכז בתהליך הנקרא הזדקנות מגע, הכולל יצירת קשרים כימיים על פני המגע. לפי השערה זו, ככל שהמגע קיים זמן רב יותר, כך ההדבקה תהיה גדולה יותר.
למרות ששני ההסברים נשמעים הגיוניים מבחינה פיזית, "ההדמיות שלנו מראות שניתן להסביר את ההיסטרזיס הנצפית ללא מנגנוני פיזור האנרגיה הספציפיים הללו", אומר אנטואן סננר, חוקר פוסט-דוקטורט בפרייבורג שעשה את עיקר העבודה התיאורטית של המחקר. "המקור היחיד לפיזור אנרגיה במודל המספרי שלנו הוא תנועת הקפיצה הפתאומית של קצה המגע, אשר נגרמת על ידי החספוס של פני השטח."
פישוט העיצוב של דבקים
מכיוון שמערכות חומרים המיועדות להיות דביקות מתוכננות לרוב גם להיות ויסקו אלסטיות, Pastewka אומר שהעבודה החדשה עשויה לפשט את העיצוב של דבקים (ההפיכים). דבקים כאלה עשויים להיות מועסקים בתנועה של רובוטים רכים, שבהם יש צורך לשלוט ביכולת נשיאת העומס של איברי המגע של הרובוטים. יישום נוסף עשוי להיות מערכות בחירה ומקום עבור מפעלי ייצור, אשר מסתמכים יותר ויותר על רובוטיקה רכה.
בועות הופכות את התחבושות לדביקות יותר
התהליכים המתוארים במחקר זה מושפעים גם מגשרי מים משטחים, והחוקרים אומרים שהם חוקרים כעת את השפעת המים על הידבקות - במיוחד בצורה של הידבקויות נימיות. "מכיוון שהמים נמצאים בכל מקום, אני מאמין שרוב חיבורי ההדבקה מתווכים לפחות במידה מסוימת על ידי מים", אומר פסטבקה. "לכן נוכל לבנות מודלים דומים (ואפילו פשוטים יותר) לנימים בממשקים."
כל זה הוא תוצאה מפתיעה במקצת עבור פרויקט מחקר אשר, לפי Pastewka, התמקד במקור בטריבו-חשמל - התופעה שבה משטחים במגע זה עם זה נעשים טעונים. ניתן לנצל את ההשפעה הזו לקצירת אנרגיה, והיא קשורה גם לתהליכים המטעינים עננים במהלך סופות רעמים ומייצרים ברקים. "מחקרים קודמים הראו שטעינה מתרחשת בדפוסים ספציפיים בממשקים, וחשבנו שזה עשוי להיות קשור לאופן שבו ממשקים מתנתקים", אומר Pastewka עולם הפיזיקה. "זו הסיבה שהחלטנו לבחון את הפרטים של תהליכי הניתוק ומצאנו את חוסר היציבות המתקפלת".
העבודה מפורטת ב התקדמות מדע.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/sticky-materials-un-stick-themselves-in-jumps/
- :יש ל
- :הוא
- :איפה
- $ למעלה
- 1
- a
- יכול
- אודות
- תקציר
- פי
- חֶשְׁבּוֹן
- פעולה
- מושפע
- AL
- כמעט
- לבד
- גם
- an
- ו
- אחר
- בקשה
- ARE
- אזורים
- AS
- At
- לצרף
- מפולת שלגים
- BE
- להיות
- התנהגות
- תאמינו
- גופים
- אג"ח
- שניהם
- סניף
- גשרים
- אבל
- by
- נקרא
- CAN
- קיבולת
- גרם
- מסוים
- שינוי
- תשלום
- טעון
- לבדוק
- כימי
- תהליכים כימיים
- אשכול
- עמיתים
- מגיע
- מורכב
- מסקנה
- לאשר
- לבנות
- צור קשר
- לִשְׁלוֹט
- יכול
- לְנַטְרֵל
- כהה יותר
- התמודדות
- החליט
- מְתוּאָר
- עיצוב
- מעוצב
- מְפוֹרָט
- פרטים
- מפותח
- תרשים
- DID
- אחר
- קשה
- בְּמַהֲלָך
- כל אחד
- בקלות
- קל
- אדג '
- השפעה
- מוּעֳסָק
- אנרגיה
- הנדסה
- מספיק
- אֲפִילוּ
- אי פעם
- קיים
- מתרחב
- ניסיוני
- מומחים
- להסביר
- מוסבר
- מסביר
- הסבר
- הסברים
- ומנוצל
- היכרות
- מידה
- מציאת
- מתאים
- מרוכז
- בעד
- להכריח
- טופס
- התהוות
- מצא
- שֶׁבֶר
- ביסודו
- גרמניה
- לקבל
- יותר
- קְבוּצָה
- היה
- קְצִיר
- יש
- he
- גבוה יותר
- שֶׁלוֹ
- איך
- HTTPS
- i
- if
- איור
- תמונה
- בלתי אפשרי
- in
- לכלול
- גדל
- יותר ויותר
- להצביע
- להשפיע
- מידע
- ממשקים
- אל תוך
- כרוך
- סוגיה
- IT
- jpg
- לקפוץ
- קפיצות
- ידוע
- עוֹפֶרֶת
- הכי פחות
- פחות
- שקרים
- ברק
- קו
- קווים
- ארוך
- עוד
- נראה
- אבדות
- אבוד
- עשוי
- לתחזק
- לעשות
- עשייה
- ייצור
- מפות
- חוֹמֶר
- חומרים
- max-width
- מאי..
- מידות
- מכניקה
- מנגנוני
- מדיה
- יכול
- מודל
- דוּגמָנוּת
- מודלים
- יותר
- רוב
- תנועה
- הרבה
- צורך
- חדש
- לא
- הערות
- עַכשָׁיו
- אובייקט
- מתרחש
- of
- כבוי
- לעתים קרובות
- on
- פעם
- רק
- כָּתוֹם
- בְּמָקוֹר
- אחר
- שלנו
- תוֹצָאָה
- במיוחד
- דפוסי
- תופעה
- גופני
- פיזית
- פיזיקאי
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- סיכות
- צמחים
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- מתקבל על הדעת
- לְשַׂחֵק
- קוֹדֶם
- תהליך
- תהליכים
- לייצר
- פּרוֹיֶקט
- נכסים
- דחף
- אקראי
- לְהַגִיעַ
- ממשי
- Red
- קָשׁוּר
- לשחרר
- שוחרר
- הסתמכות
- להסיר
- מחקר
- חוקר
- חוקרים
- דומה
- תוצאות
- רובוטיקה
- רובוטים
- תפקיד
- כלל
- ראה
- לומר
- אומר
- מדע
- מדענים
- מחפשים
- לְהַצִיג
- הראה
- הראה
- דומה
- פשוט יותר
- לפשט
- סימולציות
- רך
- משהו
- לפעמים
- במידה מסוימת
- קול
- מָקוֹר
- ספציפי
- תֶקֶן
- הברית
- דביק
- קווצות
- לימוד
- כזה
- פתאומי
- משטח
- מפתיע
- מערכות
- נבחרת
- אומר
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- עצמם
- תיאורטי
- התאוריה
- שם.
- לכן
- אלה
- הֵם
- לחשוב
- זֶה
- אם כי?
- מחשבה
- תמונה ממוזערת
- כָּך
- ל
- יַחַד
- נושא
- נָכוֹן
- נמצא בכל מקום
- תחת
- אוניברסיטאות
- us
- שונים
- מאוד
- מים
- דֶרֶך..
- we
- מארג
- טוֹב
- מתי
- אשר
- מי
- למה
- יצטרך
- עם
- בתוך
- לְלֹא
- תיק עבודות
- עוֹלָם
- היה
- מותר
- זפירנט