трение на микро/нано-масштабном уровне

Термин

трение на микро/нано-масштабном уровне

Термин на английском

Micro/nano-scale friction

Синонимы

Аббревиатуры

Связанные термины

адгезия, карты трения, нанотрибология, трибология

Определение

процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительных перемещениях, протекающий в тонких (порядка микро/нано-метров) поверхностных слоях и определяемый шероховатостью или субшероховатостью поверхностей, свойствами тонких граничных плёнок и адгезионными характеристиками поверхностей

Описание

Современные представления о трении основаны на понятии о двойственной природе трения, в котором присутствует как деформационная составляющая, обусловленная несовершенной упругостью контактирующих тел, так и молекулярная составляющая, являющаяся результатом действия молекулярных сил. При рассмотрении процесса фрикционного взаимодействия на микро- и наноуровне выявляются следующие феномены. Это, во-первых, фрактальность формы поверхности большинства реальных пар трения. Это означает, что на каждом новом этапе уменьшения масштаба моделирования трущихся тел возникают новые уровни шероховатости поверхности с характерными размерами, соответствующими масштабу рассмотрения. Меняется форма неровностей, частота их распределения и т.д. Во-вторых, меняется соотношение явлений, определяющих фрикционное взамодействие; всё большую роль начинают играть силы адгезии, всё меньшую - деформационная составляющая трения. Это существенно усложняет задачу определения реальной поверхности контакта двух тел, так как их граница оказывается существенно искривлена молекулярными силами, и моделирование сил трения. При переходе на уровень отдельных атомов определющими оказываются соотношения квантовой физики, а экспериментальные исследования сильно усложняются. Так, например, проведённый в 2008 году эксперимент по изучению трения при перемещении отдельного атома кобальта по медной подложке потребовал охлаждения до 5^оК, создания сверхвысокого вакуума и конструирования специального атомного силового микроскопа.

Авторы

• Горячева Ирина Георгиевна, д.ф.-м.н.
• Шпенёв Алексей Геннадьевич, к.ф.-м.н.

Ссылки

1. Ternes M. et al. The Force Needed to Move an Atom on a Surface // Science - Vol. 319. no. 5866, pp. 1066 - 1069
2. Mo Yifei et al. Friction laws at the nanoscale // Nature - 457, 2009 - pp. 1116 – 1119

Иллюстрации

Теги

Разделы

Тестирование функциональных свойств и их стабильности (указать: каталитических, деградационных, механических, трибологических, биологической активности и т.п.)

(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)