【納米機器可以受益於超滑】

明道

【納米機器可以受益於超滑】

 

 

能超滑用來最大限度地減少摩擦在微小的機器嗎？

在中國和澳大利亞的研究人員觀察到超滑 - 滴的摩擦降至接近零 - 尺度遠遠大於前。

他們說，他們測量了在剪片石墨的現象，可能會發現在敏感的微觀諧振器或納米級的陀螺儀的應用。

超滑有時也用來指簡單地非常低的摩擦，但原來的意思是，兩個表面之間的摩擦幾乎完全消失。

在20世紀90年代初元久平野建議，然後在日本電信電話株式會社在東京，日本，和其他人，它依賴於一個特殊的安排，在材料表面的原子。

在石墨中，例如，類似蛋盒的表面原子具有顛簸的六角形排列。

在某些方向，兩個表面的石墨可以以這樣的方式，“凸塊”可滑動過去一個其他毫不費力 - 和摩擦滴向零嚙合。

由於這是首次提出，超滑已經在納米尺度上觀察到，主要是在高真空條件下。

然而，現在泉水鄭在清華大學和其他觀察到的現象的微型環境條件。

“巨大的進步”

這是一個很大的進步，超越納米尺度的超滑試驗，平野，說：誰沒有參與最新研究。

這可能導致實施超滑[A]未來實際使用的潤滑劑，在機械工程，包括[]節能設備。”

鄭和的研究小組在實驗中，用熱解石墨，石墨製造一種類型的高溫下，特別對齊晶面。

利用光刻技術，研究人員得出了方柱 - 或凸台 - 石墨至20微米，寬可達400 nm的高度。

他們把這些凸台的掃描電子顯微鏡或光學顯微鏡，並與鎢探針，剪切成薄片，它們可以成不同的方向旋轉。

鄭和的研究小組發現，片導向的對稱與尊重的基礎檯面呆在裡面，即使與探頭戳。

然而，當研究人員misorientated薄片戳他們，薄片縮回到其原始的，最低的能量位置。

這可能發生，因為極低的摩擦，研究人員說，這是因為表面的“凸點”可能嚙合在一起，並允許超滑。

簡單實用

這些結果是他們的終極意義意味著，超滑的條件可以更容易地創建，和重現性，比以前應該，鄭說。

這意味著一個更廣泛的實際意義為超滑的現象，例如，在納米和微型機械。

在超滑的專家似乎都同意。

我認為這是非常有趣的，有前途的工作，這可能會導致在超滑和更普遍的摩擦性能控制領域的一個突破，邁克爾說以色列特拉維夫大學的，誰曾出版了一本理論表明Urbakh微尺度超滑是可能的。

這項工作可能會打開一個新的方法製備的石墨潤滑劑的潤滑性能改進。

鄭指出，他的研究小組的結果可能也適用於石墨烯 - 單層的石墨最高級的屬性，是2010年的諾貝爾物理學獎。

然而，與常規石墨的應用程序，他指向高頻微觀諧振器和納米級的陀螺儀，超滑，可以提供減少磨損和下致動能量。

傳統的智慧至今已經有摩擦力是萎縮的微型和納米機械系統的一個主要障礙，他說。

這是因為較小的組成部分，有利於摩擦日益增加的表面體積比 - 表面力。

我們的工作提供了新的途徑，以實用的微型和納米尺度的機械設備，依靠超低摩擦的超滑。

本文是由於將刊登在“物理評論快報”。

關於作者

喬恩·卡特賴特是一個自由撰稿人，總部設在英國布里斯托爾

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/05/nanomachines-could-benefit-from-superlubricity