Mikro ölçekte sürtünme beklenmedik bir şekilde kayma hızına bağlıdır

Atomik ölçekte sürtünme, iki yüzeyin birbirini geçme hızına bağlı gibi görünmektedir. Bu şaşırtıcı davranış, bir atomik kuvvet mikroskobunun (AFM) ucu bir grafen kaplama boyunca hareket ederken gözlemlendi ve İsviçre'deki Basel ve İsrail'deki Tel Aviv üniversitelerindeki araştırmacılar bunun, grafenin kafes yapısındaki bir uyumsuzluğun neden olduğu yüzey dalgalanmasından kaynaklandığını söylüyor. . Bulgu, sürtünme kuvvetinin farklı hız rejimlerinde farklı şekilde ölçeklendiğine dair gözlemlerle birlikte, ultra düşük sürtünme gerektiren sabit diskler ve uydulardaki hareketli bileşenler veya uzay teleskopları gibi cihazlarda uygulamalara sahip olabilir.

Günlük, makroskopik nesnelerde, sürtünme ya kayma hızından bağımsızdır (Coulomb yasasına göre) ya da doğrusal olarak ona bağlıdır (örneğin viskoz ortamlarda). Ancak atom ölçeğinde işler farklıdır. Yeni çalışmada, bir ekip liderliğinde Ernst Meyer itibaren İsviçre Nanobilim Enstitüsü ve Basel Üniversitesi Fizik Bölümü bir atomik kuvvet mikroskobunun (AFM) bir platin substratın üzerindeki bir grafen tabakası (petek benzeri bir konfigürasyonda düzenlenmiş 2 boyutlu bir karbon atomu formu) boyunca hareket ettiği hızı ölçtü.

hareli süper örgüler

Bildirdikleri deneylerinde Nano Letters, Meyer ve meslektaşları, grafenin hareli üst yapılar olarak bilinen üst yapılar oluşturduğunu buldular. Bu yapılar artık tamamen düz değildir ve ürettikleri sürtünme, hız rejimine bağlı olarak çeşitli şekillerde ölçeklenir.

Atomistik moleküler dinamik simülasyonlara göre Oded Hod ve Michael Urbakh'in Tel Aviv'deki araştırma gruplarına göre, etkinin arkasındaki mekanizma, AFM'nin ucu grafen/platin arayüzü boyunca hareket ederken hareli üst yapının çıkıntılarındaki deformasyondan geliyor. Uç, sırtı iterken elastik deformasyona neden olur, ardından ileri doğru kayarken uçtan ayrıldığında sırt gevşemesi gelir.

Hod, düşük AFM tarama hızlarında sürtünme kuvvetinin küçük olduğunu ve sabit kaldığını (makroskopik davranışı anımsatır) açıklıyor. Bununla birlikte, belirli bir eşik hızının üzerinde, logaritmik olarak artar. Hod, "Bu eşik, hareli üst yapının boyutu ne kadar büyükse o kadar düşüktür ve arayüz bükülme açısı aracılığıyla geçiş değerinin ayarlanmasına olanak tanır," diyor.

“Pratik uygulamalar için net bir mesaj”

Urbakh, "Bulgularımız pratik uygulamalar için net bir mesaj veriyor" diye ekliyor. "İki boyutlu malzeme kaplamaları kullanarak ultra düşük sürtünme elde etmek için, bunlar küçük ölçekli hareli desenler üretecek şekilde hazırlanmalıdır."

Kuantum etkileri magneteni şaşırtıcı derecede kaygan hale getirir

Araştırmacılar, gözlemledikleri mekanizmanın tane sınırlarının mevcut olduğu çok kristalli malzemeler için de geçerli olabileceğini söylüyorlar. Gelecekteki çalışmalarında bunları daha ayrıntılı olarak incelemeyi planlıyorlar. Hod, "Bu durumda, sürtünme enerjisi dağılımına tane sınırlarının katkısı hakimdir" diyor. Fizik dünyası. "Örneğin, ortak fiziksel sezginin aksine sürtünmenin harici normal yüklerle azaldığı benzersiz negatif sürtünme katsayısı rejimlerini keşfederek, tane sınırı sürtünmesini ortadan kaldırmanın yollarını bulmayı amaçlıyoruz."

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/friction-at-the-microscale-depends-unexpectedly-on-sliding-speed/