Wrijving, een alledaags fenomeen, heeft wetenschappers eeuwenlang verbijsterd. Hoewel uitgebreid onderzocht, blijft ons begrip gefragmenteerd, voornamelijk als gevolg van de veelzijdige interacties die zich over verschillende schaalniveaus uitstrekken. Het verkrijgen van een nauwkeurig inzicht in de precieze contactomstandigheden tussen objecten is al lang een uitdaging, een prestatie die onlangs mogelijk is gemaakt door de vooruitgang in scanning-sondemicroscopie.

Maar zelfs met deze technologische doorbraken zijn de complexiteiten van dynamische wrijving – de kracht die nodig is om de beweging van een molecuul in stand te houden – ongrijpbaar gebleven. Hoewel wetenschappers statische wrijving kunnen meten door een enkel molecuul op een oppervlak te bewegen, moeten zowel de meting als het theoretische begrip van dynamische wrijving nog volledig worden onthuld.

Nu schrijf ik in Fysieke beoordelingsbrieven en Fysieke beoordeling B rapporteert een team van de Kanazawa Universiteit (Japan), het Donostia International Physics Center (Spanje) en de Universiteit van Regensburg (Duitsland) hun baanbrekende onderzoek dat diep ingaat op deze uitdaging. Ze onderzochten nauwgezet de manipulatie van een koolmonoxide (CO)-molecuul op een monokristallijn koperoppervlak met behulp van een atoomkrachtmicroscoop.

Gesteund door ab initio berekeningen, werpen hun bevindingen licht op hoe de posities van het CO-molecuul veranderen ten opzichte van de microscooppunt en het oppervlak, evenals de relatie tussen de beweging van het molecuul geïnduceerd door de punt, energiedissipatie en zowel statische als dynamische wrijving. .

Dit onderzoek valt op door zijn ondubbelzinnige duidelijkheid over het wrijvingsproces. Het biedt niet alleen nieuwe inzichten in een lang bestudeerd fenomeen, maar het maakt ook de weg vrij voor toekomstig onderzoek naar ontspanningsprocessen bij energiedissipatie.

Meer informatie: Norio Okabayashi et al, Dynamische wrijving ontrafeld door het observeren van een onverwachte tussentoestand bij gecontroleerde moleculaire manipulatie, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.148001

Norio Okabayashi et al, Energiedissipatie van een koolmonoxidemolecuul gemanipuleerd met behulp van een metalen punt op koperen oppervlakken, Fysieke recensie B (2023). DOI:10.1103/PhysRevB.108.165401

Journaalinformatie: Fysieke beoordelingsbrieven , Fysieke beoordeling B

Aangeboden door Kanazawa Universiteit