Hi-Tech новости 1 Апреля 2009 года
Данная новость была прочитана 4098 раз

Исследователи из США создали первую компьютерную модель нанотрения

Как известно, трение необходимо учитывать при расчете любых технологических процессов, включающих взаимодействие подвижных деталей. При этом наноматериалы, отношение площади поверхности к объему у которых очень велико, в наибольшей степени подвержены влиянию сил трения.

Все созданные ранее теории «нанотрения» основывались на предположении о том, что поверхности микроскопических размеров можно считать гладкими; на самом же деле — и это подтверждают результаты экспериментов — взаимодействующие элементы напоминают скорее горные хребты, вершины которых представлены атомами или молекулами. Первую соответствующую опытным данным компьютерную модель процесса трения, применимую на атомарном уровне, удалось продемонстрировать исследователям из Висконсинского университета в Мэдисоне (США).

Модель нанотрения. Контакт объекта из углерода с алмазной поверхностью

Модель нанотрения. Контакт объекта из углерода с алмазной поверхностью

Программа, написанная американскими специалистами, представляет вещество как набор отдельных атомов, траектория перемещения каждого их которых тщательно просчитывается. «Мы первыми смоделировали процесс трения в масштабах, аналогичных экспериментальным, сохранив при этом высочайшее разрешение и реалистичный характер взаимодействия частиц», — с гордостью сообщает адъюнкт-профессор Изабелла Слуфарска (Izabela Szlufarska), возглавившая исследовательскую группу. Анализ результатов моделирования позволил ученым сформулировать несколько простых закономерностей, которым подчиняется «нанотрение». Как выяснилось, при контакте наноматериалы взаимодействуют друг с другом подобно большим объектам. При этом сила трения оказывается пропорциональной количеству вовлеченных в процесс атомов.

Компьютерная модель, как надеются исследователи, сослужит хорошую службу и их коллегам, занимающимся изучением процесса трения в макромире. «Никому еще не удавалось разработать материал, который обладал бы определенными, заранее заданными фрикционными характеристиками; мы вынуждены измерять множество видов коэффициентов трения для разных веществ, поскольку не можем точно определить, как связать их со свойствами материала, — поясняет г-жа Слуфарска. — Вопрос о природе трения остается открытым».

Источники: http://science.compulenta.ruhttp://www.sciencedaily.com