Här är friktionen – forskarna vet inte riktigt hur det fungerar. Säker, människor har utnyttjat friktionens kraft sedan de gnuggade ihop två pinnar för att skapa den första elden, men friktionens fysik förblir till stor del i mörkret.
I en ny tidning i Naturmaterial , Brandeis University professor Zvonomir Dogic och hans labb utforskade friktion på mikroskopisk nivå. De upptäckte att den kraft som genererar friktionen är mycket starkare än man tidigare trott. Upptäckten är ett viktigt steg mot att förstå den cellulära och molekylära världens fysik och designa nästa generation av mikroskopisk och nanoteknik.
Forskningen utfördes som en del av Brandeis University Materials Research Science and Engineering Center.
Dogic och hans team fokuserade på friktionskrafterna hos aktinfilament, viktiga cellulära byggstenar som ansvarar för många biologiska funktioner inklusive muskelkontraktion, cellrörelser och celldelning. Alla dessa processer kräver att filament rör sig och glider mot varandra, genererar friktion. Forskare antog att friktionskrafterna för dessa rörelser var minimala, agerar mer som svagare hydrodynamisk friktion – som att dra ett föremål genom vatten – än den större solida friktionen – som skjuter ett föremål över ett skrivbord.
Men Dogic och hans team observerade motsatsen. De utvecklade en ny teknik för att mäta friktion, och när de drog två aktinfilament mot varandra, de observerade friktionskrafter nästan 1, 000 gånger större än förväntat — närmare fast friktion än hydrodynamisk friktion.
Detta beror på till viss del, till interfilamentinteraktion. Föreställ dig filament som två pärlsträngar, den ena på den andra, drog i motsatta riktningar. När strängarna rör sig, pärlorna måste gå upp och över sina motsvarigheter på den motsatta strängen, skapar ännu mer friktion. Genom att observera denna interfilamentinteraktion, Dogic och hans team kunde mäta friktionskrafterna och ställa in dem, ändra krafterna till att omfatta mer eller mindre friktion.
"Innan denna forskning, vi hade inte ett bra sätt att kontrollera eller förstå friktion, " säger Dogic. "Vi har fortfarande mycket mer att förstå men nu, en av våra äldsta vetenskaper blir mindre ogenomskinlig."
