Hvorfor bliver det varmt, når du gnider ting sammen? Optrævler mysteriet om dynamisk friktion på atomniveau
Friktion, et dagligdags fænomen, har forvirret videnskabsmænd i århundreder. Selvom vi er grundigt undersøgt, forbliver vores forståelse fragmenteret, primært på grund af de mangefacetterede interaktioner, der spænder over forskellige skalaer. At opnå et nøjagtigt greb om de præcise kontaktforhold mellem objekter har været en langvarig udfordring, en bedrift, der for nylig blev muliggjort gennem fremskridt inden for scanningprobemikroskopi.
Alligevel, selv med disse teknologiske gennembrud, er forviklingerne af dynamisk friktion - den kraft, der er nødvendig for at opretholde et molekyles bevægelse - forblevet uhåndgribelig. Mens forskere kan måle statisk friktion ved at flytte et enkelt molekyle på en overflade, er både målingen og den teoretiske forståelse af dynamisk friktion endnu ikke helt afsløret.
Skriv nu i Physical Review Letters og Fysisk gennemgang B , et samarbejdende team fra Kanazawa University (Japan), Donostia International Physics Center (Spanien) og University of Regensburg (Tyskland) rapporterer deres banebrydende undersøgelse, der dykker dybt ned i denne udfordring. De undersøgte omhyggeligt manipulationen af et carbonmonoxid (CO) molekyle på en enkeltkrystal kobberoverflade ved hjælp af et atomkraftmikroskop.
Bakket op af ab initio-beregninger kaster deres resultater lys over, hvordan CO-molekylets positioner ændrer sig i forhold til mikroskopets spids og overflade, samt forholdet mellem molekylets bevægelse induceret af spidsen, energidissipation og både statisk og dynamisk friktion .
Denne forskning skiller sig ud for sin utvetydige klarhed om friktionsprocessen. Det giver ikke kun frisk indsigt i et længe undersøgt fænomen, men det baner også vejen for fremtidige undersøgelser af afslapningsprocesser for energispredning.
Flere oplysninger: Norio Okabayashi et al, Dynamic Friction unraveled by Observing an Unexpected Intermediate State in Controlled Molecular Manipulation, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.148001
Norio Okabayashi et al., Energidissipation af et carbonmonoxidmolekyle manipuleret ved hjælp af en metallisk spids på kobberoverflader, Physical Review B (2023). DOI:10.1103/PhysRevB.108.165401
Journaloplysninger: Physical Review Letters , Fysisk gennemgang B
Leveret af Kanazawa University
Varme artikler
-
Kontrol af nanoclusters med overfladedefekter kan føre til konstruktion af nanoenheder (m/ video)Illustration af en atomkraftmikroskopspids, der sparker en guldklynge af atomer hen over et substrat. Kredit:Teemu Hynninen, et al. (Phys.org) – I nanovidenskab, det ultimative mål er at designe b -
DNA-klemme for at fange kræft, før den udvikler sigForskerholdet udnyttede visse DNA-sekvensers evne til at danne en tredobbelt helix, for at udvikle en DNA-klemme. Denne klemme i nanometerskala genkender og binder DNA-sekvenser stærkere og mere speci -
Ingeniører forestiller sig en elektronisk afbryder kun tre atomer tykI det øverste panel, denne tre-atom tykke krystal er vist som halvleder, der er ikke-ledende. Et udadgående træk i materialet (vist i midterpanelet) klikker krystallen ind i en metallisk, eller ledend -
Bioinspireret proces gør materialer lette, robust, programmerbar på nano- til makro-skalaEn ny bioinspireret proces udviklet på Tufts University kombinerer top-down og bottom-up samling for at omdanne silkeprotein til materialer, der er let programmerbare ved nano-, mikro- og makroskalaer
- Sukker forstyrrer mikrobiom, eliminerer beskyttelse mod fedme og diabetes
- Et usynligt nøglehul via gennemsigtig elektronik
- Fremstilling af 3-D nanosuperledere med DNA
- Kontrolleret kobling af lys og stof
- Varme, oversvømmelser, brande:Jetstream er nøgleleddet i klimakatastrofer
- Tal om ulighed taler ikke for sig selv