Графен на платиновых поверхностях противоречит закону Кулона

01.02.2023

Исследователи из Базеля и Тель-Авива обнаружили, что трение меняется со скоростью в конкретных графеновых структурах на платиновых поверхностях, нарушая закон Кулона, утверждающий, что трение не зависит от скорости в макромире.

Материалы, изготовленные из отдельных атомных слоев, высоко ценят их низкие свойства трения, полезные для уменьшения трения на жестких дисках или подвижных частях спутников или космических телескопов. Графен, состоящий из одного слоя атомов углерода, расположенных как соты, является ярким примером и проверяется на его потенциал в качестве смазочного слоя. Более ранние исследования показали, что графеновая лента может скользить по золотой поверхности почти без трения.

Если графен нанести на платиновую поверхность, это оказывает значительное влияние на измеряемые силы трения. Теперь физики из Базельского и Тель-Авивского университетов выяснили, что в этом случае трение зависит от скорости, с которой кончик атомно-силового микроскопа перемещается поперек поверхности. Этот вывод стал неожиданностью, поскольку трение не зависит от скорости по закону Кулона, применяемого в макромире.

В сочетании с платиновой подложкой графен больше не образует только шестиугольную сотовую структуру атомов углерода, а образует сверхструктуры, известные как сверхрешетки Муара. Тогда поверхность уже не является абсолютно плоской и имеет определенную степень шероховатости.

"Если мы переместим наконечник АСМ по этой слегка гофрированной поверхности на низкой скорости, мы измеряем слабую и почти постоянную силу трения", - объясняет профессор Эрнст Майер из Швейцарского института нанонауки и факультета физики Базельского университета. "Но выше определенного порога трение растет со скоростью наконечника AFM", - добавляет первый автор доктор Йимин Сонг. "Чем больше надстройка муара, тем ниже порог, при котором трение становится зависимым от скорости".

Исследователи обнаружили, что на хребтах сверхструктур муара существует большее сопротивление при движении кончика. Эти гребни испытывают упругую деформацию через толкающий кончик, прежде чем снова расслабиться, когда давление достаточно высоко. Этот эффект приводит к большим силам трения, которые увеличиваются со скоростью кончика. Моделирование и аналитическая модель подтверждают экспериментальные результаты, полученные этой международной группой исследователей.

<< Назад: Прикосновение на расстоянии 02.02.2023

>> Вперед: Водородный поезд от CRRC и Chengdu Rail Transit 01.02.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Фотонный процессор 31.12.2015 Исследователи из Массачусетского технологического института, Калифорнийского университета в Беркли и Университета Колорадо в Боулдере (США) разработали процессор, который обменивается данными с другими компонентами вычислительной системы с помощью света, а не электронов. Чип размером 3 x 6 мм содержит два стандартных вычислительных ядра с более 70 млн транзисторами и 850 элементов для передачи света. Он базируется на архитектуре RISC-V и был изготовлен с применением таких традиционных в микроэлектронике материалов, как кремний и германий, на заводе, на котором осуществляется серийный выпуск современных микросхем. По сравнению с традиционными токопроводниками оптоволоконные каналы предлагают более высокую пропускную способность, позволяя передавать больше данных на более высоких скоростях, на большие дистанции и с меньшими потерями. Однако несмотря на то, что фотоника предлагает очевидные преимущества вычислительным системам, практические внедрение ее принципов - мероприятие довольно сложное. До сих пор никто не мог добиться интеграции оптических компонентов в сложные и дорогостоящие отлаженные производственные процессы, служащие для выпуска современных компьютерных чипов, без их кардинального изменения. Работа исследователей открывает двери в новую эру приложений с интенсивной передачей данных. Ближайшей сферой применения процессоров с фотонной коммуникацией являются дата-центры, в которых существует проблема возрастающего энергопотребления. По данным Национального совета США по охране природных ресурсов, в 2013 г. на дата-центры в США пришлось около 91 млрд киловатт-часов энергопотребления, что составило около 2% от общего энергопотребления в стране. Процессоры нового типа помогли бы решить проблему возрастающего энергопотребления дата-центров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026