News image News image News image News image News image News image News image News image


Новые исследования проникают в детали контакта двух поверхностей
Нанотехнологии в технике - Технологии

новые исследования проникают в детали контакта двух поверхностей

Работа, опубликованная в журнале Physical Review B, описывает детали взаимодействия двух поверхностей, находящихся в контакте. Исследования могут быть полезны во многих отраслях, начиная от физики полимеров и заканчивая биологией.

Практически любая с виду гладкая поверхность в наномасштабе представляет собой мир разломов и «складок». Особенности рельефа вносят существенные поправки в процесс изучения взаимодействия двух таких поверхностей, будь то контакт покрышки автомобильного колеса с асфальтом или вопрос крепления биологической клетки к подложке.

На современном уровне развития технологий невозможно провести детальные исследования отдельных участков контакта, в то время, пока два объекта взаимодействуют друг с другом. Традиционный подход выглядит следующим образом: ученые сначала надавливают одним объектом на другой, затем убирают его и проводят исследования результатов взаимодействия на поверхности при помощи атомно-силового микроскопа или сходной методики.

Однако, здесь есть место и нетрадиционным подходам. К примеру, в своей статье в журнале Physical Review В команда ученых из Японии предложила методику наблюдения «живого» контакта. Они использовали высокочастотные звуковые волны и лазерные импульсы для исследования контакта поверхностей при масштабах, не доступных традиционной оптической микроскопии.

В их экспериментальной установке при помощи механического манипулятора создавался контакт между керамическим шаром диаметром в несколько миллиметров и тонкой пленкой хрома на поверхности сапфира. При помощи лазера через сапфир формировался импульс излучения, сфокусированный на границе сапфира и хрома. Нагрев вещества в точке фокусировки луча вызывал его расширение, за счет чего возникали высокочастотные (до 100 ГГц) звуковые волны, распространяющиеся в сторону контакта с керамическим шаром. Отражение звуковых волн от границы керамики и хрома позволяет зафиксировать их при помощи второго лазерного импульса, который, отражаясь от колеблющейся границы хром-сапфир, позволяет судить о характере механических колебаний по характеру интерференционной картины.

Ученые провели две серии испытаний. Сначала, снимая показания в одной и той же точке, регулируя при этом задержку перед вторым лазерным импульсом, они получили детальную временную картину отклика контакта керамика-хром на единичный импульс. После чего, проведя сканирование по всей площади контакта, они обнаружили, что на микроскопическом уровне характер отклика в значительной степени меняется. Согласно их объяснениям, эти флуктуации вызваны «наноскопическими» неровностями поверхностей, входящих в контакт. Если локальное исследование проводится в точке, где поверхности взаимодействуют сильно (к примеру, в точке, где друг напротив друга находится две «выпуклости» рельефа), большая часть энергии возникающей звуковой волны «уйдет» через границу и будет рассеяна в керамике. В обратном случае – она будет зафиксирована вторым лазерным импульсом.

Команда отметила, что при увеличении силы давления керамической сферы на поверхность хрома, отраженная звуковая энергия уменьшалась, т.к. в контакт входило все больше наноэлементов поверхностного рельефа тел.

Проведенное исследование, а также предложенная в его рамках методика, является ключом к дальнейшему изучению вопросов контакта поверхностей и их взаимного износа.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Самовоспроизводящиеся материалы

News image

В природе организмы способны к воспроизводству, но человеку пока не удавалось создать искусственный материал, который мо...

Физики создали новую форму углерода

News image

В графите каждый слой повернут относительно нижележащего на 60 градусов (на иллюстрации). В МЭГ этот угол равен 30...

Графена много не бывает

News image

Использование графена в электронных устройствах обретает все более конкретные очертания. Однако остается проблема снижения стоимости пр...

Углеродные нанотрубки защищают и от воды

News image

Несмотря на замечательные свойства, углеродные нанотрубки (УНТ) пока еще не завоевали рынок. В большинстве случаев он...

Алюминий проявляет необычное координацио

News image

Химики из Северо-западной Тихоокеанской Национальной Лаборатории (PNNL) сообщают о том, что пентакоординированные атомы алюминия удерживают ат...

Младшие братья

News image

Возможности наноспутников обсуждали энтузиасты на конференции «Микротехнологии в авиации и космонавтике», состоявшейся в Москве 16-17 се...

В НАСА выбирают цель следующей миссии

News image

В настоящее время у НАСА имеется три предложения касательно целей будущей миссии, космический аппарат которой со...

Нанотехнологии и закон

News image

Хотя в макроэкономике имеются некоторые сбои, сектор нанотехнологии продолжает свой подъем. В ближайшие пять лет ожид...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Светодиоды: реальная угроза рынку света

Cветотехнический рынок уже давно поделился две группы. Первая — те, кто продвигает лампы накаливания, галогенные и люминесцентные лампы. Вторая же гр...

Социальные розетки для доступа в интернет и вызова мили

Способ обеспечить всех желающих москвичей Интернетом и проводным телевидением нашли столичные связисты. Сделать это планируется с помощью существующей городской радиосети. До...

Электронным нюхом чую!

Итальянские ученые, занятые в оборонной промышленности, завершают работу над искусственным носом , который сможет почувствовать любое взрывчатое вещество, сообщает РИА «Ново...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.