JurnalScience-Serupa dengan trotoar jalan, melunak oleh terik matahari, akan memperlambat mobil, Graphene - lembaran satu-atom-tebal karbon dengan sifat yang menakjubkan - melambat obyek meluncur di permukaannya. Tapi tumpukan lembaran dan graphene akan lebih licin, teori ini diungkap di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST), yang mengembangkan software baru untuk mengukur gesekan material.
"Saya tidak berpikir siapa pun mengharapkan graphene untuk berperilaku seperti permukaan Dari bahan tiga dimensi, tetapi simulasi kami untuk pertama kalinya menjelaskan perbedaan Pada Skala Atom," kata NIST peneliti postdoctoral Alex Smolyanitsky, yang menulis program pemodelan dan co-menulis sebuah jurnal baru tentang penelitian. "Jika orang ingin menggunakan graphene sebagai pelumas padat atau bahkan sebagai bagian dari elektroda yang fleksibel, ini adalah pekerjaan penting."
Dengan kapasitas yang akan dilipat, digulung atau ditumpuk, graphene adalah super-kuat dan memiliki sifat elektronik dan optik yang tidak biasa. Materi yang mungkin digunakan dalam aplikasi mulai dari sirkuit elektronik untuk sel surya untuk "mengoles" bagian yang bergerak dalam perangkat nano.
Gesekan adalah gaya yang tahan geser dari dua permukaan terhadap satu sama lain. Belajar gesekan pada skala atom merupakan tantangan, diatasi hanya dalam beberapa tahun terakhir. Perangkat lunak NIST mensimulasikan mikroskop kekuatan atom (AFM) menggunakan teknik dinamika molekuler. Program ini digunakan untuk mengukur apa yang terjadi ketika ujung AFM simulasi bergerak melintasi tumpukan 1-4 lembaran graphene (lihat gambar) pada tingkat pemindaian yang berbeda.
Para peneliti menemukan bahwa graphene mengalihkan bawah dan di sekitar ujung AFM. Warping, lokal sementara menciptakan gesekan rolling atau perlawanan, kekuatan yang diberikannya tarik pada objek melingkar bergulir sepanjang permukaan. Smolyanitsky membandingkan efek sinar matahari mencair dan pelunakan trotoar di negara di mana dia mendapatkan gelar doktornya, Arizona, menyebabkan ban mobil untuk tenggelam dalam sedikit dan memperlambat. Hasil NIST konsisten dengan eksperimen graphene terbaru oleh kelompok penelitian lain, tetapi menyediakan data kuantitatif baru.
Paling signifikan, studi NIST menunjukkan mengapa gesekan jatuh dengan setiap lembar dari graphene ditambahkan ke stack (pemindaian cepat juga memiliki efek pada gesekan). Dengan sedikit lapisan, lapisan atas mengalihkan lebih, dan gesekan per unit AFM kontak kekuatan meningkat. Permukaan atas dari stack menjadi kurang menghasilkan dan lebih licin sebagai lapisan graphene yang ditambahkan. Sebaliknya, gesekan tiga-dimensi seperti grafit-bahan hampir tidak terpengaruh oleh deformasi dan gesekan bergulir, dan bukan karena panas yang diciptakan oleh ujung bergerak.
"Saya tidak berpikir siapa pun mengharapkan graphene untuk berperilaku seperti permukaan Dari bahan tiga dimensi, tetapi simulasi kami untuk pertama kalinya menjelaskan perbedaan Pada Skala Atom," kata NIST peneliti postdoctoral Alex Smolyanitsky, yang menulis program pemodelan dan co-menulis sebuah jurnal baru tentang penelitian. "Jika orang ingin menggunakan graphene sebagai pelumas padat atau bahkan sebagai bagian dari elektroda yang fleksibel, ini adalah pekerjaan penting."
Dengan kapasitas yang akan dilipat, digulung atau ditumpuk, graphene adalah super-kuat dan memiliki sifat elektronik dan optik yang tidak biasa. Materi yang mungkin digunakan dalam aplikasi mulai dari sirkuit elektronik untuk sel surya untuk "mengoles" bagian yang bergerak dalam perangkat nano.
Gesekan adalah gaya yang tahan geser dari dua permukaan terhadap satu sama lain. Belajar gesekan pada skala atom merupakan tantangan, diatasi hanya dalam beberapa tahun terakhir. Perangkat lunak NIST mensimulasikan mikroskop kekuatan atom (AFM) menggunakan teknik dinamika molekuler. Program ini digunakan untuk mengukur apa yang terjadi ketika ujung AFM simulasi bergerak melintasi tumpukan 1-4 lembaran graphene (lihat gambar) pada tingkat pemindaian yang berbeda.
Para peneliti menemukan bahwa graphene mengalihkan bawah dan di sekitar ujung AFM. Warping, lokal sementara menciptakan gesekan rolling atau perlawanan, kekuatan yang diberikannya tarik pada objek melingkar bergulir sepanjang permukaan. Smolyanitsky membandingkan efek sinar matahari mencair dan pelunakan trotoar di negara di mana dia mendapatkan gelar doktornya, Arizona, menyebabkan ban mobil untuk tenggelam dalam sedikit dan memperlambat. Hasil NIST konsisten dengan eksperimen graphene terbaru oleh kelompok penelitian lain, tetapi menyediakan data kuantitatif baru.
Paling signifikan, studi NIST menunjukkan mengapa gesekan jatuh dengan setiap lembar dari graphene ditambahkan ke stack (pemindaian cepat juga memiliki efek pada gesekan). Dengan sedikit lapisan, lapisan atas mengalihkan lebih, dan gesekan per unit AFM kontak kekuatan meningkat. Permukaan atas dari stack menjadi kurang menghasilkan dan lebih licin sebagai lapisan graphene yang ditambahkan. Sebaliknya, gesekan tiga-dimensi seperti grafit-bahan hampir tidak terpengaruh oleh deformasi dan gesekan bergulir, dan bukan karena panas yang diciptakan oleh ujung bergerak.
Sumber Referensi : A. Smolyanitsky, J. Killgore, V. Tewary. Effect of elastic deformation on frictional properties of few-layer graphene
http://jurnalsecience.blogspot.com/atom.xml?redirect=false&start-index=1&max-results=500
