Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

La Grafite Dimostra il Coefficiente di Attrito Negativo a Nanoscale

Published on October 17, 2012 at 3:17 AM

Se facilitate su su una matita, fa scorrere più facilmente? Sicuro. Ma forse non se il suggerimento è affilato giù alle dimensioni del nanoscale. Un gruppo dei ricercatori al National Institute of Standards and Technology (NIST) ha scoperto che se la grafite (il materiale a matita “cavo„) è abbastanza appiccicosa, come misurato da una sonda del nanoscale, realmente diventa più duro per fare scorrere un suggerimento attraverso la superficie del materiale mentre fate diminuire l'opposto esatto di pressione- della nostra esperienza di ogni giorno.

Tecnicamente, questo piombo ad un coefficiente di attrito efficacemente “negativo,„ qualcosa che precedentemente non sia stato veduto, secondo il leader della squadra Rachel Cannara. La Grafite, Cannara spiega, è una di una classe speciale di solidi chiamati materiali “lamellari„, che sono formati dalle pile di lamiere sottili bidimensionali degli atomi. Le lamiere sottili sono graphene, un piano unico atomo spesso degli atomi di carbonio che sono sistemati in un reticolo esagonale. Graphene ha una serie di beni elettrici e materiali instabili che lo rendono attraente per i sistemi micro- e nanoelectromechanical con le applicazioni che variano dai sensori e dagli accelerometri del gas ai risuonatori ed alle opzioni ottiche.

Zhao Deng, un ricercatore postdottorale dell'Università del Maryland al Centro del NIST per Scienza e Tecnologia di Nanoscale, ha notato alcuni dati dispari mentre sperimentava sulla grafite con un microscopio atomico della forza (AFM). Deng stava misurando le forze di attrito sul suggerimento del nanoscale di un AFM che tiene la carreggiata attraverso la grafite mentre ha modificato “la viscosità„ della superficie permettendo che gli importi minuscoli di ossigeno adsorbano al livello superiore del graphene.

Deng ha trovato che quando la forza adesiva fra il graphene e lo stilo è diventato maggior dell'attrazione del livello del graphene alla grafite qui sotto, diminuire la pressione sullo stilo lo ha reso più duro trascinare il suggerimento attraverso l'attrito differenziale negativo della superficie-un.

Di Appoggio tramite le simulazioni teoriche realizzate dai collaboratori dal NIST e dall'Università Tsinghua a Pechino, il gruppo di Cannara ha trovato che, dopo che il suggerimento del AFM è stato stampato nella superficie della grafite, se la forza attraente è abbastanza su, il suggerimento può tirare una piccola regione localizzata dello strato superficiale di graphene a partire dal materiale alla rinfusa, come sollevare una bolla del nanoscale dalla superficie. La Spinta della quella deformazione intorno cattura più lavoro che facendo scorrere sopra una superficie piana. Di Conseguenza, ogni volta che i ricercatori hanno stampato il suggerimento del AFM contro la superficie appiccicosa della grafite e poi hanno provato a tirare i due diversi, hanno misurato un aumento nella forza di attrito con una sensibilità nei dieci dei piconewtons.

“Una Volta Che abbiamo un di modello completo descrivendo come queste lamiere sottili del graphene deformano nell'ambito di caricamento ripetuto e fare scorrere al nanoscale-che stiamo lavorando alla microscopia della forza di ora attrito può essere il modo più diretto misurare l'energia che lega insieme questi materiali stratificati. E, poiché è non distruttiva, la misura può essere realizzata sulle unità funzionanti,„ Cannara dice. Capendo come le lamiere sottili interagiscono a vicenda e con altre parti di un'unità contribuirebbe a quantificare l'energia richiesta per produrre le diverse lamiere sottili da materiale alla rinfusa, per valutare l'operazione dell'unità e per assistere nella formulazione delle strutture nuove basate sui materiali stratificati, dice.

Sorgente: http://www.nist.gov

Last Update: 17. October 2012 04:22

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit