(Phys.org)—Een klein team van onderzoekers bij IBM Research-Zürich, heeft een nieuwe manier gevonden om de wrijving te meten die ontstaat wanneer twee vlakken van sterk geordend pyrolytisch grafiet (HOPG) tegen elkaar worden bewogen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , het team legt uit hoe hun techniek werkt en wat ze hebben gevonden bij het gebruik ervan met sommige grafietmaterialen. Kenneth Liechti van de Universiteit van Texas biedt een Perspectief stuk over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer en suggereert manieren waarop de nieuwe techniek nuttig kan zijn voor het ontwerp en de betrouwbaarheid van nano- en micro-elektrische systemen.

Naarmate het werk vorderde in de ontwikkeling van 2D-materialen, het meest bekend met grafeen of nanobuisjes, andere onderzoekers zijn druk bezig geweest met het bestuderen van dergelijke materialen om meer te weten te komen over hun eigenschappen - de hoop is dat ze nuttig kunnen zijn voor het ontwikkelen van extreem kleine elektrische systemen. Om dat toch te laten gebeuren, dingen zoals hoe wrijving met hen werkt, moeten worden begrepen. Tot nu toe, wetenschappers die wrijving met 2D-materialen op nanoschaal probeerden te meten, moesten sondes gebruiken, het noteren en meten van de trillingen die optreden wanneer twee van de materialen tegen elkaar wrijven. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een manier gevonden om dat soort wrijving te meten zonder een van de materialen aan te raken.

Het team van IBM gebruikte een atomaire krachtmicroscoop om een ​​schuifkracht uit te oefenen op twee HOPG-schijven (ongeveer 50 nm dik met radii variërend van 50-300 nm). De methode maakt het mogelijk om de wrijvingsimpact op de schijven te meten wanneer ze op verschillende manieren worden geduwd - met zijdelingse wrijving, bijvoorbeeld wanneer een schijf langs een rechte lijn tegen een andere wordt bewogen, of wanneer koppel betrokken is bij het draaien of draaien van de ene schijf op de andere.

Als onderdeel van hun onderzoek hebben het team vond ook verschillende gevallen van evenwichtstoestanden die het gevolg waren van de beweging van de schijven tegen elkaar, een bevinding die zou kunnen leiden tot een methode om HOPG-materialen te gebruiken als schakelaars in een geheugenapparaat. Zoals Liechti opmerkt, de onderzoekers hebben een betere manier bedacht om wrijving te meten met dergelijk materiaalgebruik en met gelaagde materialen op nanoschaal in het algemeen, die de weg kunnen vrijmaken voor hun gebruik in toekomstige apparaten op nanoschaal.

© 2015 Fys.org