بررسی اصطکاک در مقیاس نانو

اخیرا مقاله‌ای توسط آندرو وانوسی، نیکولا مانینی و اریو توساتی از مدرسه بین‌المللی تحقیقات پیشرفته در Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است که درآن ابزار تازه‌ای برای درک بهتر چگونگی اصطکاک در مقیاس نانو ارائه شده است. محققان این پروژه موفق شدند نیروی اصطکاک این سیستم‌های حاوی میکروذرات باردار را با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی به صورت دقیق پیش بینی کنند با دقتی که پیش از این انجام نگرفته بود.

اخیرا مقاله‌ای توسط آندرو وانوسی، نیکولا مانینی و اریو توساتی از مدرسه بین‌المللی تحقیقات پیشرفته در Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است که درآن ابزار تازه‌ای برای درک بهتر چگونگی اصطکاک در مقیاس نانو ارائه شده است. محققان این پروژه موفق شدند نیروی اصطکاک این سیستم‌های حاوی میکروذرات باردار را با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی به‌صورت دقیق پیش‌بینی کنند با دقتی که پیش از این انجام نگرفته بود.

آندره ونوسی از محققان این پروژه می‌گوید در بخش اصطکاک پتانسیل‌های کاری بسیاری وجود دارد. به کوچک‌شدن دائمی قطعات در ادوات مختلف دقت کنید در تمام بخش‌های مختلف فناوری نانو این کوچک‌تر شدن ادامه دارد. اگر ما بتوانیم چگونگی اصطکاک در این مقیاس کوچک را بشناسیم آنگاه می‌توانیم موتورهای مولکولی موثرتر و همچنین میکروسیستم‌های عاملی بهتری تولید کنیم.
کلوئیدها بخش از زندگی ما هستند ( مثل شیر، آسفالت) این مواد بسته به حالت ماده معلق و همچنین محلول مورد استفاده در آنها ( جامد، مایع و گاز) دسته‌بندی می‌شوند. محققان مدرسه بین‌المللی تحقیقات پیشرفته با همکاری همتایان خود در مرکز بین المللی فیزیک نظری در میلان و موسسه مواد CNR-IOM شبیه سازی انجام دادند تا با استفاده از آن درک بهتری از ان چه که در برخورد کلوئیدهای تک اتفاق می‌افتد، داشته باشند. این گروه اثر اصلاح برخی پارامترها نظیر شیار سطحی، سرعت کشیدگی و شکل هندسی تماس را نیز مورد بررسی قرار دادند.

روش مورد استفاده در این پروژه کاملا جدید می‌باشد. پیش از این، تنها چند آزمایش در آلمان انجام شده بود و برای اولین بار توضیحاتی از رفتار ذرات منفرد در شرایط اصطکاک ارائه شده بود اما آن آزمایشات و نتایج مربوط به آن دقت این نتایج این پروژه را نداشته است.

در این پژوهش محققان روشی پیشنهاد دادند که با استفاده از آن می‌توان انرژی از دست رفته در اصطکاک را با استفاده از داده‌های مربوط به کشیدن دو سطح روی هم به‌دست آورد. توساتی می‌گوید این پروژه یک روش نوآورانه ارائه می‌کند که با استفاده از آن می‌توان بخش‌های مختلف اصطکاک ایستایی را پیش‌بینی کرد. براساس این روش ما موفق شدیم بفهمیم که سطوح جامد بلوری رفتاری شبیه به هم دارند.

این تحقیق مسیر تازه‌ای به سوی سیستم‌های جدید باز می‌کند تا با استفاده از آن پیچیدگی موجود در این سیستم‌ها را در مقیاس میکروسکوپی مورد بررسی قرار داد.