Физики обнаружили супертрение между нанообъектами

Международная группа исследователей обнаружила эффект резкого увеличения силы трения между отдельными наноразмерными объектами. Эта работа позволяет лучше понять то, как возникает сила трения. Подробности со ссылкой на публикацию в журнале Nature Materials приводит официальный сайт университета Базеля, специалисты которого сделали открытие вместе с британскими и итальянскими учеными.

Ученые провели серию экспериментов с атомным силовым микроскопом. Это устройство сканирует рельеф поверхности за счет перемещения вдоль нее особо острой иглы (кантилевера), которая может «подпрыгивать» даже на отдельных атомах. В качестве образца физики использовали селенид ниобия, NbSe2. Соединение было выбрано за счет своей слоистой структуры: ранее его активно исследовали в качестве материала для аккумуляторных электродов, между слоями селена и ниобия хорошо накапливаются ионы лития.

Слоистая структура также обуславливает неравномерное распределение электрического заряда в материале. Если селенид ниобия охладить до нескольких десятков кельвин (эффект наблюдался до -203 градусов Цельсия или 70 кельвин), то электроны в нем скапливаются в определенных местах и к таким местам игла атомного силового микроскопа притягивается намного сильнее. Сила притяжения достигала одного наноньютона; для ее измерения ученые использовали не непосредственное перемещение иглы вдоль образца, а косвенный, основанный на колебаниях иглы вблизи поверхности, метод. Когда игла микроскопа совершала колебания вблизи тех мест, где плотность электрического заряда была максимальна, она испытывала максимальное сопротивление. По словам ученых, которые приводит университет Базеля, игла словно погружалась в вязкую жидкость.