滑动科学:解锁超值机密提高能效

由莱斯特大学牵头的科学家深入了解超值性,表层经历极低摩擦

身处冰冷天气中避免滑动时, 由莱斯特大学牵头的科学家一直在研究如何造面滑动

解决了极富原理的难题-即两面滑动时几乎无法消散摩擦的状态日报论文发布结论物理审查字母.

理解超值

超光滑性与分子平滑面相关联,如分子平滑面图形化并仅在实验环境内观测到这些面以纳米和微量尺度合成与机器机制中的传统摩擦相比,它极有希望技术应用,有可能将摩擦减1000-1000倍

大多数人会直觉知道摩擦-物体阻抗滑动-重对象大于较轻对象,又称Amontons-Coulomb摩擦法300多年前编译

但它并不适用于超值性这种现象比传统摩擦小数万倍,摩擦力不依赖物体权重换句话说,将人体重量从克到数十公斤不会改变摩擦力水平

新发现摩擦

由莱斯特大学的Nikolai Brienov教授率领的国际科学家群现已发现,由表原子随机振动引起的物体表面的“同步”波动引起摩擦此类振荡存在于非零温度下并随着温度下降强度下降表示通过降低表面温度,摩擦效果可进一步降低

利斯特计算数学学院的Brie超值性还有其他奇特特征,例如摩擦力异常依赖滑动速度、温度和接触区所有这些依存性都与传统Amontons-Coulomb法则相悖

解释超卢摩擦会帮助控制超低摩擦 开通工业应用透镜

研究方法与发现

研究超值原理时,生成了两个分子平滑面-基底滑动滑动图-均覆盖图层-摩擦力用平面显微镜测量并用分子动态仿真制作实战实战模型

两面不相容,表示单面分子结构中的潜在`Hills'不应与另一面的潜在'Wells相容表面像两个鸡蛋盒组合在一起:如果它们合用在一起,它们会锁住并需要更多力才能滑动

如果表面温度不为零,则热波波波散出摩擦力科学家证明,同步热波动,当两个面同时弯曲并保持紧接时,即对摩擦负责。温度越高表面越大同步波变接触区越大,受相对运动阻抗的表面波动数越大

未来影响

普里约夫教授补充道 : “ 我们能够解析摩擦力量离散机制 并设计出新摩擦法求超产性这些法律虽然与Amontons-Coulomb法形成鲜明对比,但相当清楚地描述这种现象。

单分子平面层以毫米或厘米生成 机器和机制中所有移动、旋转、振荡接触 都覆盖这些表面层将大幅度降低全世界耗能最大接触量可能保持低温

引用:Nikolay V所编的“动态结构超值正常负载法和其他反作用法的反作用机制”。辉煌亚历克西tskanov,ArtemKGrebenko, Albert GNasibulin和IgorOstanin2023年12月26日物理审查字母.
DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.266201