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

Наземные солнечные фотоэлектрические уст

News image

Эффективное использование солнечной энергии в интересах широкого развития экологически чистой электроэнергетики возможно лишь в случае пр...

Как измерить проводимость полимерной мол

News image

Развитие различных электронных устройств на основе единичных молекул требует полного понимания того, как происходит транспорт но...

Искусственные клетки могут вырабатывать

News image

В статье исследователей из Йельского университета и Национального института стандартов (NIST) (США), вышедшей в журнале Ad...

Космический лифт и нанотехнологии

News image

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к по...

Космический лифт и нанотехнологии

News image

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к по...

Спинтроника

News image

Тепло, еще теплее… Спинтроника рождалась постепенно, и, хотя это произошло недавно, проследить ее истоки достаточно сложно. Во...

Стереоматериалы как будущее нанофотоники

News image

Право - и левовращающие изомеры молочной кислоты — пример стереохимии, направления химии, занимающегося изучением влияния пр...

Космические каскады. Трехкаскадные арсен

News image

В космических аппаратах применяют два вида солнечных батарей – кремниевые и арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Пе...

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...

Высокие требования к энергоэффективным решениям

Химический концерн «Халфрид» — группа предприятий, созданная в 2008 году под эгидой промышленного внедрения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере на...

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...

Инновационный термометр поможет физикам, работающим со

Когда физики стремятся охладить атомы до еще более низких температуры, они сталкиваются с непростой задачей по разработке новых, более надежных сп...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

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.