حذف اصطکاک در گرافیت میکرومقیاس

در پدیده ابرروانسازی، دو سطح جامد قادرند روی یکدیگر بلغزند در حالی که
اصطکاک میان آنها تقریبا صفر باشد. این حالت زمانی رخ می‌دهد که دو سطح
دارای ساختاری بلوری بوده و شبکه آنها به‌نحوی چرخیده باشد که نیروی اصطکاک
را حذف کند. برای تصور این حالت، کارتن‌های تخم مرغ را بیاد آورید، اگر
شانه‌های تخم مرغ به‌نحوی قرار گرفته باشند که برآمدگی‌ها درون فرورفتگی‌ها
باشد، دو شانه نمی‌توانند روی هم بلغزند اما با کمی تغییر وضعیت این لغزش
امکان پذیر است.

دانشمندان در سال ۲۰۰۴ پدیده ابرلغزندگی را در گرافیت و در شرایط خلاء
مشاهده کردند. تحقیقات پیشین پیش بینی کرده بود که در مقیاس‌های بزرگ‌تر
ابرلغزندگی کاهش می‌یابد. اما تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که ابرلغزندگی در
گرافیت میکرو مقیاس در شرایط محیطی وجود دارد. این موضوع مسیر جدیدی برای
استفاده از این فناوری در سیستم‌های میکرومکانیکی باز می‌کند.

بهترین مسیر برای مشاهده ابرلغزندگی زمانی است که دو سطح روی یکدیگر
می‌لغزند. در این پروژه پژوهشگران از نوک میکرومقیاس تنگستن به‌عنوان
پیمایشگر استفاده کرده و آن را روی سطح گرافیت کشیدند. به محض این که
فرآیند کشیدن متوقف شده، برخی از قطعات دوباره به‌جای اول خود بازگشتند.
این کار یعنی کشیدن و بازایستادن بارها تکرار شد.

پژوهشگران معتقدند که بازگشت دوباره به‌جای اول نتیجه اصطکاک بسیار کم میان
نوک و سطح است. این از اولین شواهدی است که درباره ایجاد ابرلغزندگی در
مقیاس میکرونی در شرایط محیط به‌دست می‌آید. بنابراین امکان استفاده از این
پدیده در حوزه‌های دیگر، به‌جز فناوری نانو، بوجود می‌آید. در مقیاس نانو،
رسیدن به ابرلغزندگی نیازمند پیچیدگی‌ها و نمونه‌سازی‌های مختلفی است اما
این روش جدید برای ایجاد ابرلغزندگی در مقیاس میکرونی بر این سدها غلبه
کرده است به‌طوری که از آن می‌توان در سیستم‌های میکرومکانیکی استفاده کرد.
از این فناوری می‌توان در ادوات مختلف استفاده کرد برای مثال مولدهای
فرکانس رادیویی و ژیروسکوپ‌ها می‌توانند از آن بهره‌مند شوند. در این ادوات
حرکت میان دو بخش روی هم اهمیت بالایی دارد. بنابراین نتایج این پروژه
می‌تواند مسیر جدیدی برای تولید این ادوات باز کند.