Le frottement sur une floor de graphène peut être réglé dynamiquement à l’aide de champs électriques externes, selon des chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign dirigés par le professeur Rosa Espinosa-Marzal du Département de génie civil et environnemental. Le travail est détaillé dans l’article « Dynamically tuning friction at the graphene interface making use of the discipline outcome », publié le 19 septembre 2023 dans la revue Mother nature Communications.
La friction joue un rôle clé dans les systèmes naturels et artificiels, dictant le comportement des contacts glissants, affectant l’usure des matériaux et influençant l’écoulement des fluides sur les surfaces, entre autres effets. Le frottement peut être contrôlé passivement grâce à la sélection de composants de conception, par exemple le matériau et la rugosité. Une tendance additionally récente, cependant, consiste à étudier des systèmes dont la réponse de friction peut être ajustée dynamiquement in situ, en particulier à mesure que les dispositifs à l’échelle micro et nanométrique deviennent additionally courants. L’une des voies les as well as prometteuses pour parvenir au contrôle du frottement consiste à utiliser des champs électriques externes capables de moduler les propriétés des lubrifiants et des surfaces des matériaux ainsi que les interactions entre eux.
« De nouvelles approches de conception de surfaces en conversation sont nécessaires pour dépasser l’état de l’art », écrivent les chercheurs, « et les matériaux 2D constituent un nouveau et outstanding choix basé sur leur haute résistance mécanique et leur stabilité chimique et thermique. »
Le graphène est la forme 2D du carbone et est parfois salué comme un « matériau wonder » en raison de ses propriétés uniques et exceptionnelles. Les surfaces recouvertes de movies de graphène présentent généralement un frottement très faible, mais les nouveaux résultats démontrent que le frottement sur les surfaces recouvertes de graphène peut être « activé » en exposant la floor à un champ électrique dans des situations appropriées.
situations. Le système peut alors être contrôlé dans cet état de friction plus élevée avant de revenir à un état de friction as well as faible, le tout sans appliquer de fortes polarisations électriques entre les surfaces en make contact with.
« Le travail aura un effect sur la réduction de la consommation d’énergie dans les systèmes nano- et micro-électromécaniques, en in addition de permettre un contrôle dynamique du frottement tout en atténuant l’usure et la corrosion accrues des surfaces de glissement lorsqu’une polarisation directe est appliquée », a déclaré Espinosa-Marzal.
