Как происходит скольжение в наномире

Новое исследование обеспечило инструмент, способствующий лучшему пониманию того, как в нанотрибологии происходит трение скольжения посредством коллоидных кристаллов.

Теоретически исследуя эти системы заряженных микрочастиц, ученые смогли проанализировать силы трения посредством моделей молекулярной динамики с недостижимой до сих пор точностью.

«Существует несколько весьма конкретных потенциальных возможностей», заявила одна из членов исследовательской группы Андреа Ваносси. „Только подумайте о постоянной миниатюризации высокотехнологичных компонентов и о различных нанотехнологических секторах: если мы поймем, как работает на этом уровне трение, то сумеем создать еще более эффективные молекулярные двигатели или функциональные микросистемы“.

Коллоидные системы — часть нашей повседневной жизни (например, молоко, асфальт или дым), и они подразделяются согласно состоянию рассеянного и рассеивающегося вещества (жидкое, твердое и газообразное).

Модели были выполнены SISSA в сотрудничестве с кафедрой физики ICTP в Милане и институтом производства материалов CNR-IOM. Они позволили понять, что происходит, когда коллоидный монослой скользит против оптической сетки, изменяя некоторые параметры, такие как гофрирование поверхности, скорость дрейфа и контактная геометрия.

Метод исследования также инновационный. До разработки модели лишь некоторые эксперименты, проводимые в Германии, впервые пытались описать поведение отдельных частиц коллоидов в состоянии трения, но ни разу это не делалось с подобной точностью.

Исследователи также предложили путь непосредственного извлечения энергии, потраченной в ходе скольжения, используя данные скольжения коллоида. „Исследование инновационное также потому, что оно позволяет нам предсказывать различные режимы статического трения, реализуемого согласно плотности коллоидов и прочности оптической сетки“, добавил еще один член исследовательской группы Эрио Тосатти. „Все это позволяет нам предполагать, что прозрачные твердые поверхности будут действовать подобным способом. Мы никогда прежде не могли составить подобную гипотезу“.

Исследование открывает путь к новым системам для исследования сложности подобных событий, возможно в микроскопическом масштабе.

09.11.2012