흑연은 Nanoscale에 마찰의 부정적인 계수를 설명합니다

Published on October 17, 2012 at 3:17 AM

연필에 위로 편해지는 경우에, 더 쉽게 미끄러집니까? 물론이지요. 그러나 아닙니다 끝이 nanoscale 차원에 아래로 날카롭게 하는 경우에 어쩌면. 국립 표준 기술국 (NIST)에 연구원의 팀은 우리의 매일 경험의 압력 정확한 반대를 줄이는 때 흑연 (연필 "지도"에 있는 물자)가 충분히 스티키 경우에 이면 nanoscale 탐사기, 그것에 의해 측정되는 것과 같이 실제로 물자의 표면을 통해 끝을 미끄러지기 위하여 열심히 된다는 것을 발견했습니다.

전문적으로, 이것은 효과적으로 "마찰의 부정적인 계수로 팀 지도자 Rachel Cannara에 따라 보이지 않은," 이전에 무언가 이끌어 냅니다. 흑연, Cannara는 원자의 2차원 장의 더미에서 형성되는 "박판" 물자에게 불린 고체의 특별한 종류의 하나 설명하고, 입니다. 장은 graphene, 6각형 패턴에서 배열되는 탄소 원자의 단 하나 원자 두꺼운 비행기입니다. Graphene에는 가스 센서와 가속계기에서 공명기와 광학 스위치에 구역 수색하는 응용을 가진 마이크로와 nanoelectromechanical 시스템을 위해 매력에게 만드는 다수 이국적인 전기와 물자 속성이 있습니다.

원자 군대 현미경으로 흑연에 실험하고 있는 동안 Zhao Deng 의 Nanoscale 과학과 기술을 위한 NIST의 센터에 박사학위 취득 후 연구원 메릴란드 대학은, 약간 괴상한 데이터를 주의했습니다 (AFM). Deng는 그가 산소 작은 양을 최상 graphene 층에 흡착시키는 허용해 표면의 "지속성"를 변경하는 때 흑연을 통해 추적하는 AFM의 nanoscale 끝에 마찰력을 측정하고 있었습니다.

Deng는 graphene와 첨필 사이 접착성 군대가 아래에 흑연에 graphene 층의 매력 보다는 더 중대하게 될 때, 첨필에 압력을 감소시키는에 의하여 표면 부정적인 미분 마찰을 통해 끝을 드래그하 것을 단단해던 했다는 것을 것을을 발견했습니다.

베이징에 있는 NIST와 Tsinghua 대학에서 합작자가 실행한 이론적인 시뮬레이션에 의해 역행시켜, Cannara의 팀은 인력이 충분히 높이 인 경우에 AFM 끝이 흑연 표면으로, 끝 표면에서 nanoscale 거품을 올릴 같이 대량 물자에서 graphene의 지상 층의 작은 지방화될 지구를 멀리, 당길 수 있을 다리미질된 후에, 것을을 발견했습니다. 그 개악을 미는 것은 주변에 취해 평면에 미끄러지기 보다는 추가 일을. 그러므로, 연구원이 스티키 흑연 표면에 대하여 AFM 끝을 다리미질하고 그 후에 격세하 2를 당기는 것을 시도했다 언제든지, piconewtons의 10에 있는 감도를 가진 마찰력에 있는 증가를 측정했습니다.

"이 graphene 장이 반복한 선적의 밑에 그리고 어떻게 모양없이 하는지 일단 우리는 완전한 모형이 기술하 있으면 nanoscale 지금 마찰 군대 현미경 검사법에 우리에 의하여 종사하고 있는에 미끄러지는 것은 이 층이 된 물자를 함께 묶는 에너지를 측정하는 직접적인 방법일지도 모릅니다. 그리고, 비파괴적이기 때문에, 측정은 작동되는 장치에 실행될 수 있습니다," Cannara는 말합니다. 장이 어떻게 서로 상호 작용하고 장치의 그밖 부속으로 개별적인 장을 대량 물자에서 생성하고, 장치 작동을 평가하고, 층이 된 물자지에 근거를 둔 새로운 구조물 공식화에서 지원할 것을 요구된 에너지의 양을 정하는 것을 도울 것입니다지 이해, 그녀는 말합니다.

근원: http://www.nist.gov

Last Update: 17. October 2012 04:23

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