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グラファイトは Nanoscale で摩擦の否定的な係数を示します

Published on October 17, 2012 at 3:17 AM

鉛筆で楽になれば、より容易に滑りますか。 もちろん。 しかしない先端が nanoscale 次元に削られれば多分。 国立標準技術研究所 (NIST) の研究者のチームは私達の毎日の経験の圧力厳密な反対を減らすと同時にグラファイト (鉛筆 「鉛」の材料) が十分に粘着性があれば材料の表面を渡る先端を滑らせるには、 nanoscale のプローブ、それによって測定されるように実際により懸命になることを検出しました。

厳密には、これは効果的に 「摩擦の否定的な係数のチームリーダーレイチェル Cannara に従って見られてしまわなかった」、前に何か原因となります。 グラファイト、 Cannara は原子の二次元シートのスタックから形作られる 「薄板の」材料と呼出される固体の特別なクラスの 1 つ説明しましたり、です。 シートは graphene、六角形パターンで配列される炭素原子の単一原子厚い平面です。 Graphene にそれをガスのセンサーおよび加速度計から共鳴器およびオプティカルスイッチまで及ぶアプリケーションのマイクロおよび nanoelectromechanical システムのために魅力的にさせるいくつかのエキゾチックな電気および物質的な特性があります。

原子力の顕微鏡でグラファイトで実験している間肇 Deng の Nanoscale の科学技術のための NIST の中心のポストドクターメリーランド大学は、ある異様なデータに注意しました (AFM)。 Deng は彼が酸素がの微量を最上の graphene の層に吸着するようにすることによって表面の 「粘着性」を修正したと同時にグラファイトを渡って追跡する AFM の nanoscale の先端の摩擦力を測定していました。

Deng は graphene とスタイラス間の粘着力が次グラファイトに graphene の層の魅力より大きくなったときに、スタイラスの圧力を減らすことはそれを表面の否定的な差動摩擦を渡る先端を引張ること困難にしたことが分りました。

北京で NIST および清華大学からの共作者が行った理論的なシミュレーションによって支持されて Cannara のチームは引力が十分に高くあれば AFM の先端がグラファイトの表面に、先端表面からの nanoscale の泡の上昇のような第一次製品からの graphene の表面層の小さい集中させた領域を、引っ張るにはことができる押された後、ことが分りました。 その変形を押すことは取りま平面に滑りますよりより多くの作業を。 従って、研究者が粘着性があるグラファイトの表面に対して AFM の先端を押し、次に別 2 を引っ張ることを試みた時はいつでも piconewtons の 10 の感度の摩擦力の増加を測定しました。

「これらの graphene シートが繰り返されたローディングの下でどのように変形するか私達に完全なモデルが記述しますあれば Nanoscale 私達が今は摩擦力の顕微鏡検査に取り組んで、の滑走はこれらの層にされた材料を一緒に結合するエネルギーを測定する直接の方法であるかもしれません。 そして、非破壊的であるので、測定は働く装置で行うことができます」と Cannara は言います。 シートがどのように互いに相互に作用し、装置の他の部品と個々のシートを第一次製品から作り出し、装置操作を査定し、層にされた材料かに基づいて新しい構造を作り出すことで助けるために必要なエネルギーの量を示すのを助けるか理解しますと彼女は言います。

ソース: http://www.nist.gov

Last Update: 17. October 2012 04:22

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