Waarom wordt het heet als je dingen tegen elkaar wrijft? Het mysterie van dynamische wrijving op atomair niveau ontrafelen

Wrijving, een alledaags fenomeen, heeft wetenschappers eeuwenlang verbijsterd. Hoewel uitgebreid onderzocht, blijft ons begrip gefragmenteerd, voornamelijk als gevolg van de veelzijdige interacties die zich over verschillende schaalniveaus uitstrekken. Het verkrijgen van een nauwkeurig inzicht in de precieze contactomstandigheden tussen objecten is al lang een uitdaging, een prestatie die onlangs mogelijk is gemaakt door de vooruitgang in scanning-sondemicroscopie.

Maar zelfs met deze technologische doorbraken zijn de complexiteiten van dynamische wrijving – de kracht die nodig is om de beweging van een molecuul in stand te houden – ongrijpbaar gebleven. Hoewel wetenschappers statische wrijving kunnen meten door een enkel molecuul op een oppervlak te bewegen, moeten zowel de meting als het theoretische begrip van dynamische wrijving nog volledig worden onthuld.

Nu, inschrijven Fysieke beoordelingsbrieven En Fysiek onderzoek Brapporteert een samenwerkingsteam van de Kanazawa Universiteit (Japan), het Donostia International Physics Center (Spanje) en de Universiteit van Regensburg (Duitsland) hun baanbrekende onderzoek dat diep in deze uitdaging duikt. Ze onderzochten nauwgezet de manipulatie van een koolmonoxide (CO) -molecuul op een koperen oppervlak met één kristal met behulp van een atoomkrachtmicroscoop.

Gesteund door ab initio berekeningen, werpen hun bevindingen licht op hoe de posities van het CO-molecuul veranderen ten opzichte van de microscooppunt en het oppervlak, evenals de relatie tussen de beweging van het molecuul geïnduceerd door de punt, energiedissipatie en zowel statische als dynamische wrijving. .

Dit onderzoek valt op door zijn ondubbelzinnige duidelijkheid over het wrijvingsproces. Het biedt niet alleen nieuwe inzichten in een lang bestudeerd fenomeen, maar het maakt ook de weg vrij voor toekomstig onderzoek naar ontspanningsprocessen bij energiedissipatie.