Графит Демонстрирует Отрицательный Коэффициент Трения на Nanoscale

Published on October 17, 2012 at 3:17 AM

Если вы облегчаетесь вверх на карандаше, то оно сползает более легко? Конечно. Но возможно не если подсказка заточена вниз к размерам nanoscale. Команда исследователей на Национальном институте стандартов и технологий (NIST) открывала что если графит (материал в карандаше «руководстве») липк достаточно, то как измерено зондом nanoscale, им фактически становит более крепко для того чтобы сползти подсказку через поверхность материала по мере того как вы уменьшаете прямую противоположность давления- нашего ежедневного опыта.

Технически, это водит к эффектно «отрицательному коэффициенту трения,» что-то которое ранее не было увидено, согласно руководителю группы Rachel Cannara. Графит, Cannara объясняет, один из специального типа вызванных твердых тел «тонкослоистыми» материалами, которые сформированы от стогов плоских листов атомов. Листы graphene, одиночн-атом-толщиная плоскость атомов углерода которые аранжированы в шестиугольной картине. Graphene имеет несколько экзотических электрических и материальных свойств которые делают его привлекательной для микро- и nanoelectromechanical систем при применения колебаясь от датчиков и акселерометров газа к резонаторам и оптически переключателям.

Zhao Deng, исследователь Университета Мерилендаа postdoctoral на Центре NIST для Науки и Техники Nanoscale, заметил некоторые нечетные данные пока экспериментирующ на графите с атомным микроскопом усилия (AFM). Deng измерял усилия трением на подсказке nanoscale AFM отслеживая через графит по мере того как он доработал «прилипчивость» поверхности путем позволять малюсенькому количеству кислорода адсорбировать к topmost слою graphene.

Deng нашел что когда сила адгезии между graphene и грифелем стала большле чем привлекательность слоя graphene к графиту ниже, уменьшение давления на грифеле сделало его более трудным волочить подсказку через трение поверхности- отрицательное дифференциальное.

Подперто теоретическими имитациями выполненными сотрудницами от NIST и Университета Tsinghua в Пекине, команда Cannara нашла что, после того как подсказка AFM будет отжата в поверхность графита, если привлекательное усилие достаточн высокий, то подсказка может вытянуть малую локализованную зону поверхностного слоя graphene далеко от кускового материала, как поднимать пузырь nanoscale от поверхности. Нажимать ту деформацию вокруг принимает больше работы чем сползающ над плоской поверхностью. Поэтому, когда исследователя отжали подсказку AFM против липкой поверхности графита и после этого попробовали вытянуть 2 отделенное, они измерили увеличение в усилии трением с чувствительностью в 10 piconewtons.

«Как Только мы имеем полное модельное описывающ как эти листы graphene деформируют под повторенной нагрузкой и сползать на nanoscale-которое мы работаем на микроскопии усилия теперь-трением может быть сразу путем измерить энергию которая связывает эти наслоенные материалы совместно. И, в виду того что оно без разрушения, измерение можно выполнить на работая приборах,» Cannara говорит. Понимающ как листы взаимодействуют друг с другом и с другими частями прибора помогл квантифицировать энергию требуемую, что произвести индивидуальные листы от кускового материала, определить деятельность прибора, и помочь в формулировать новые структуры основанные на наслоенных материалах, она говорит.

Источник: http://www.nist.gov

Last Update: 17. October 2012 04:24

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