Det är möjligt att variera (även dramatiskt) atomernas glidegenskaper på en yta genom att ändra storleken och "komprimeringen" av deras aggregat:en experimentell och teoretisk studie utförd i samarbete med SISSA, Istituto Officina dei Materiali från CNR (Iom-Cnr-Democritos), ICTP i Trieste, universitetet i Padua, universitetet i Modena e Reggio Emilia, och Istituto Nanoscienze av CNR (Nano-Cnr) i Modena, har precis publicerats i Naturens nanoteknik .

(Nano)öar som glider fritt på ett hav av koppar, men när de blir för stora (och för täta) slutar de med att de fastnar:det sammanfattar på ett bra sätt systemet som undersöktes i en studie som just publicerades i Naturens nanoteknik . "Vi kan plötsligt byta från ett tillstånd av supersmörjbarhet till ett tillstånd med extremt hög friktion genom att variera vissa parametrar i systemet som undersöks. I denna studie, vi använde atomer av ädelgasen xenon bundna till varandra för att bilda tvådimensionella öar, avsatt på en kopparyta (Cu 111). Vid låga temperaturer glider dessa aggregat nästan utan friktion, " förklarar Giampaolo Mistura från University of Padua. "Vi ökade storleken på öarna genom att lägga till xenonatomer och tills hela den tillgängliga ytan var täckt minskade friktionen gradvis. Istället, när det tillgängliga utrymmet tog slut och tillsatsen av atomer fick öarna att komprimeras, sedan såg vi en exceptionell ökning av friktion."

Studien var uppdelad i en experimentell del (huvudsakligen utförd av University of Padua och Nano-Cnr/University of Modena och Reggio Emilia) och en teoretisk del (baserad på datormodeller och simuleringar) utförd av SISSA/Iom-Cnr-Democritos /ICTP. "För att förstå vad som händer när öarna komprimeras, vi måste uppskatta konceptet "gränssnittsjämförbarhet", " förklarar Roberto Guerra, forskare vid International School for Advanced Studies (SISSA) i Trieste och bland författarna till studien. "Vi kan tänka på systemet vi studerade som ett som består av legoklossar. Kopparsubstratet är som en horisontell samling av tegelstenar och xenonöarna som enstaka lösa tegelstenar, " kommenterar Guido Paolicelli från CNR Nanoscience Institute. "Om substratet och öarna består av olika tegelstenar (när det gäller bredd och avstånd mellan dubbarna), öarna kommer aldrig att fastna på underlaget. Denna situation reproducerar vårt system vid temperaturer något över absolut noll där vi observerar ett tillstånd av supersmörjhet med praktiskt taget ingen friktion. Dock, Ökningen av öarnas yta och den resulterande komprimeringen av materialet gör att öarna blir proportionerliga med substratet – som legoklossar med samma stigning – och när det händer fastnar de plötsligt."

Studien är den första som visar att det är möjligt att dramatiskt variera glidegenskaperna hos nanoobjekt. "Vi kan tänka oss ett antal applikationer för detta, " avslutar Guerra. "Till exempel, nanolager skulle kunna utvecklas som, under vissa förutsättningar, kan blockera deras rörelse, på ett helt reversibelt sätt."