(Phys.org) – Friktionsegenskaperna hos nanotexturerade ytor kan inte fullständigt beskrivas inom ramen för Amontons friktionslagar, enligt ny forskning från University of Bristol, publiceras i ACS Nano .

Nanostrukturerade ytor används alltmer i moderna miniatyriserade enheter, där ytegenskaper i nanostorlek med väldefinierad geometri och dimensioner ingår för skräddarsydd funktionalitet och egenskaper. Det är därför mycket viktigt att förstå friktionsegenskaperna hos sådana nanostrukturerade ytor.

För att bedöma friktionsdata som erhållits på nanostrukturerade ytor, forskare har hittills tillgripit friktionslagarna som beskrevs av den franske fysikern Guillaume Amontons 1699 – särskilt begreppet friktionskoefficient (det vill säga, förhållandet mellan friktion och applicerad belastning) utformad för att tolka det fenomenologiska makroskopiska friktionsbeteendet hos gnidytor.

Från fiolspel till jordbävningar, stick-slip-friktionsbeteenden är utbredda i makroskopiska fenomen. Använd en nanostor AFM (atomic force microscope)-spets för att skanna över en nanodomad yta, Bristol-forskarna avslöjade ihållande stick-slip-friktionsinstabilitet under alla de studerade hastighets- och belastningsregimerna. Ett linjärt beroende mellan amplituden sf för dessa friktionsoscillationer och den applicerade belastningen hittades, leder till definitionen av lutningen som stick-slip amplitudkoefficienten (SSAC).

Forskarna föreslår alltså att friktionsegenskaperna hos nanotexturerade ytor inte kan beskrivas fullt ut inom ramen för Amontons friktionslagar, och att ytterligare parametrar (till exempel sf och SSAC) krävs när deras friktion, smörj- och slitageegenskaper är viktiga överväganden i relaterade nanoenheter.