Et middel til at justere friktion på en flad overflade uden brug af matematik

Et team af mikrosystemingeniører ved Université de Lyon, École Centrale de Lyon, har udviklet en metode til at skabe en ønsket mængde friktion mellem to flade overflader uden at ty til matematik. Deres projekt er rapporteret i tidsskriftet Science . Viacheslav Slesarenko og Lars Pastewka, begge med University of Freiburg, har udgivet et Perspective-stykke i samme tidsskriftsudgave, der skitserer arbejdet udført af holdet i Frankrig.

Friktion, den modstand, der opstår, når to materialer presses og flyttes mod hinanden, er blevet en vigtig faktor i designet af moderne elektroniske egenskaber. Fra friktionen ved at stryge en finger hen over en telefonskærm til sensorer under udvikling til robothænder, er friktion og dens måling og kontrol blevet et stort problem for elektronikingeniører.

Desværre er beregning af friktionskoefficienter, på trods af dens allestedsnærværende, stadig et udfordrende forslag på grund af det store antal egenskaber ved individuelle materialer. I denne nye indsats har forskere i Frankrig fundet en hurtigere måde at opnå den ønskede mængde friktion mellem to flade genstande på.

Det meste af friktionen mellem to flade overflader skyldes fremspring på den ene eller den anden overflade. Når små ujævnheder på en overflade kolliderer med de små bump på en anden, skal de overvinde hinanden for at tillade glidning. Teamets innovative arbejde involverede at skabe en type flad overflade med justerbare bump.

For at skabe deres overflade brugte forskerholdet en gummilignende elastomer, som de beskriver som en metagrænseflade på grund af dens justerbare bump, som hver især kan justeres individuelt i højden. Ved at ændre højden på bumpene var holdet i stand til at ændre mængden af ​​friktion, der produceres, når en anden flad overflade blev presset mod den og derefter gled til den ene side. Forskerne fandt ud af, at ved at justere højden af ​​bumpene på en systematisk måde, kunne de nulstille den ønskede mængde friktion.

De testede deres metagrænseflade ved at placere en glasrude oven på den, lægge pres på og så glide den til den ene side og derefter den anden. Ved at bruge denne tilgang fandt de ud af, at de ikke kun kunne skabe materialer med den ønskede grad af friktion, men også demonstrere adskillige friktionslove.

Flere oplysninger: Antoine Aymard et al., Designing metainterfaces med specificerede friktionslove, Science (2024). DOI:10.1126/science.adk4234

Viacheslav Slesarenko et al., Den ujævne vej til friktionskontrol, Science (2024). DOI:10.1126/science.adn1075

Journaloplysninger: Videnskab

© 2024 Science X Network