Friktion, ett vardagsfenomen, har förbryllat forskare i århundraden. Även om det är omfattande undersökt, förblir vår förståelse fragmenterad, främst på grund av de mångfacetterade interaktionerna som sträcker sig över olika skalor. Att få ett exakt grepp om de exakta kontaktförhållandena mellan objekt har varit en långvarig utmaning, en bedrift som nyligen möjliggjorts genom framsteg inom scanning-sondmikroskopi.
Ändå, även med dessa tekniska genombrott, har förvecklingarna av dynamisk friktion – kraften som behövs för att upprätthålla en molekyls rörelse – förblivit svårfångade. Medan forskare kan mäta statisk friktion genom att flytta en enskild molekyl på en yta, har både mätningen och den teoretiska förståelsen av dynamisk friktion ännu inte helt avslöjats.
Nu skriver du i Physical Review Letters och Fysisk granskning B , ett samarbetsteam från Kanazawa University (Japan), Donostia International Physics Center (Spanien) och University of Regensburg (Tyskland) rapporterar sin banbrytande studie som dyker djupt in i denna utmaning. De undersökte noggrant manipuleringen av en kolmonoxid (CO) molekyl på en enkristall kopparyta med hjälp av ett atomkraftsmikroskop.
Med stöd av ab initio beräkningar belyser deras fynd hur CO-molekylernas positioner förändras i förhållande till mikroskopets spets och yta, såväl som förhållandet mellan molekylens rörelse som induceras av spetsen, energiförlust och både statisk och dynamisk friktion .
Denna forskning sticker ut för sin otvetydiga klarhet om friktionsprocessen. Det ger inte bara nya insikter om ett länge studerat fenomen, utan det banar också väg för framtida studier om avslappningsprocesser för energiförlust.
Mer information: Norio Okabayashi et al, Dynamic Friction Unraveled by Observing an Unexpected Intermediate State in Controlled Molecular Manipulation, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.148001
Norio Okabayashi et al, Energiavledning av en kolmonoxidmolekyl manipulerad med en metallisk spets på kopparytor, Physical Review B (2023). DOI:10.1103/PhysRevB.108.165401
Journalinformation: Fysiska granskningsbrev , Fysisk granskning B
Tillhandahålls av Kanazawa University
