Een team van microsysteemingenieurs aan de Université de Lyon, École Centrale de Lyon, heeft een methode ontwikkeld om de gewenste hoeveelheid wrijving tussen twee vlakke oppervlakken te creëren zonder toevlucht te nemen tot wiskunde. Over hun project wordt gerapporteerd in het tijdschrift Science . Viacheslav Slesarenko en Lars Pastewka, beiden verbonden aan de Universiteit van Freiburg, hebben in hetzelfde tijdschriftnummer een stuk Perspective gepubliceerd, waarin ze het werk schetsen dat het team in Frankrijk heeft verricht.

Wrijving, de weerstand die ontstaat wanneer twee materialen tegen elkaar worden gedrukt en bewogen, is een belangrijke factor geworden in het ontwerp van moderne elektronische eigenschappen. Van de wrijving van een vingerbeweging over een telefoonscherm tot sensoren die in ontwikkeling zijn voor robothanden:wrijving en de meting en controle ervan zijn een grote zorg geworden voor elektronica-ingenieurs.

Helaas is het berekenen van wrijvingscoëfficiënten, ondanks de alomtegenwoordigheid ervan, nog steeds een uitdagende opgave vanwege het grote aantal kenmerken van individuele materialen. Bij deze nieuwe poging hebben onderzoekers in Frankrijk een snellere manier gevonden om de gewenste hoeveelheid wrijving tussen twee platte voorwerpen te verkrijgen.

Het grootste deel van de wrijving tussen twee vlakke oppervlakken is te wijten aan projecties op het ene of het andere oppervlak. Wanneer kleine oneffenheden op het ene oppervlak botsen met de kleine oneffenheden op een ander oppervlak, moeten ze elkaar overwinnen om te kunnen glijden. Het innovatieve werk van het team bestond uit het creëren van een soort plat oppervlak met verstelbare hobbels.

Om hun oppervlak te creëren, gebruikte het onderzoeksteam een ​​rubberachtig elastomeer, dat ze omschrijven als een metainterface vanwege de verstelbare noppen, die elk afzonderlijk in hoogte kunnen worden aangepast. Door de hoogte van de hobbels te veranderen, kon het team de hoeveelheid wrijving veranderen die werd geproduceerd wanneer een ander vlak oppervlak ertegenaan werd gedrukt en vervolgens naar één kant werd geschoven. De onderzoekers ontdekten dat ze, door de hoogte van de hobbels op een systematische manier aan te passen, de gewenste hoeveelheid wrijving konden bepalen.

Ze testten hun metainterface door er een glazen ruit op te plaatsen, druk uit te oefenen en deze vervolgens naar de ene en dan de andere kant te schuiven. Met behulp van deze aanpak ontdekten ze dat ze niet alleen materialen met de gewenste mate van wrijving konden creëren, maar ook verschillende wrijvingswetten konden demonstreren.

Meer informatie: Antoine Aymard et al, Metainterfaces ontwerpen met gespecificeerde wrijvingswetten, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adk4234

Viacheslav Slesarenko et al., De hobbelige weg naar wrijvingsbeheersing, Wetenschap (2024). DOI:10.1126/science.adn1075

Journaalinformatie: Wetenschap

© 2024 Science X Netwerk