Трение влияет на движение, а потому его нужно уметь контролировать. Сегодня трение контролируется механическими средствами или смазками.
Эксперименты, проведённые исследователями из Окриджской национальной лаборатории при Министерстве энергетики США, представили способ управления трением на ионных поверхностях в наномасштабе с помощью электрической стимуляции и окружающего водного пара.
Результаты опубликованы в издании Scientific Reports.
«Наше открытие может оказать важное технологическое влияние на применение макроскопических и наномасштабных устройств, – сообщил ведущий автор Евгений Стрельцов. – Снижение или увеличение трения в наномасштабе по желанию с контролем над потерями механической энергии и износом деталей микроэлектромеханической системы весьма важны для прикладных энергетических исследований и открывают новую перспективу для фундаментальных научных исследований».
Индуцируя мощное электрическое поле с помощью атомного силового микроскопа, исследователи способны снижать и увеличивать трение между движущимся наноэлектродом и ионной поверхностью. Они утверждают, что первичным эффектом, ответственным за такое поведение, является конденсация влаги из окружающего воздуха в жидкость, которая и снижает трение.
Одновременно дальнейшее укрепление электрического поля приводит проникновению наноэлектрода через поверхность и увеличению трения. Это проникновение – новый и неожиданный эффект, и подход в целом отличается от других методов управления трением, которые часто требуют добавления в систему смазки или привлечения доступных в непосредственной близости ресурсов.
Кроме того, в отличие от других электрохимических методов управления трением новая технология не требует применения электрического тока, связанного с потерями энергии, то есть не приводит к потере энергии.
«Отсутствие электрического тока в системе очень выгодно с точки зрения экономии энергии, поскольку так устраняется Джоулево тепло и другие паразитные эффекты, потребляющие энергию», – сообщил в заключение глава группы разработчиков теоретических моделей Бобби Самптер.
Комментарии