Lodz Universitetinin Fizika və Tətbiqi İnformatika fakültəsinin alimləri Small jurnalında sürtünmə ilə bağlı məqalə dərc ediblər . Qrafitin səthində hərəkət edən “vismut adaları” üzərində apardıqları tədqiqatlar, iki bərk cisim arasında sürtünməsiz təmas adlanan super sürtünmənin tamamilə yeni bir formasının mövcudluğunu təsdiqlədi.

Bu kəşf gələcəkdə nanoölçülü maşınların və hətta nəqliyyat vasitələrinin dizaynında inqilab edə bilər. Bu prosesləri başa düşməklə biz enerji və resurslara qənaət edərək daha səmərəli işləyə bilən cihazlar yarada bilərik.

Habın rəhbərlik etdiyi elm adamları Dr. Lodz Universitetinin dosenti Paweł Kowalczyk sürtünmənin yox olması ilə bağlı yeni bir fenomen kəşf etdi – super sürtgü qabiliyyəti. Bu xüsusi hadisə iki bərk materialın, vismut və qrafitin təmasda müşahidə olundu.

Vismut qəsdən qrafitin səthinə (qələm qurğuşununuzdakı eyni material) yerləşdirilir və son dərəcə düz kristallar əmələ gətirir, o qədər nazikdir ki, onların qalınlığı cəmi 2 atom enindədir. İlk sürpriz, vismut kristallarının qrafenin səthində düz xətlər boyunca hərəkət etməsi idi. Bu, bu fenomenin ilk hesabatıdır, materialların sürtünməsi və yapışması haqqında düşüncə tərzimizi dəyişir və sürtünmənin azaldılması üçün gələcək tədqiqat və inkişaf ideyalarını açır.

Superlubricity nədir?

Superlubricity, bərk materiallar arasındakı sürtünmənin görünməz hala gəldiyi bir vəziyyətdir. Normal şəraitdə iki səth arasındakı sürtünmə onların bir-birinə nisbətən yerdəyişməsini çətinləşdirir, çünki hər iki materialda atomları bir-birinə bağlayan qüvvələr var ki, sanki kiçik yaylarla bağlanır.

Süper yağlama sistemlərində isə bu kiçik yaylar o qədər zəifdir ki, iki cisim müqavimət göstərmədən hərəkət edə bilir. Bu fenomen uzun illərdir ki, nisbətən yaxşı məlumdur və bir çox ticari sürtkü yağlarının tərkibində qrafit olmasının səbəbi budur. Qrafitdəki atom təbəqələri zəif birləşir və bir-birindən asanlıqla sürüşə bilir.

Bu günə qədər super yağlama həmişə izotrop olmuşdur: sürtünmə bütün istiqamətlərdə bərabər şəkildə ləğv edilir. İndi, bu yeni kəşflə, sürtünmənin yalnız bir istiqamətdə sıfır olduğu və digər istiqamətlərdə şərti sürtünməyə malik olduğu yeni bir super sürtünmə forması əldə edilmişdir.

Bununla hətta evdə təcrübə edə bilərsiniz. Qrafit əsaslı qələmlərdən istifadə etdikdən sonra və əllərinizi yumadan əvvəl qrafitlə örtülmüş barmaqlarınızı bir-birinə sürtün. Siz həqiqətən çox aşağı sürtünmə hiss edə bilərsiniz, çünki barmaqlarınızın ucları çox asanlıqla hərəkət edə bilər və hər şey çox “sürüşkən” hiss olunur.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1746697523&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-revolution-friction-super-smooth-materials.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE2Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTYiXV0sMF0.&dt=1746697523429&bpp=1&bdt=89&idt=92&shv=r20250506&mjsv=m202505050101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746697312%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746697312%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746697312%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=7051311693659&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2264&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358862%2C95358864%2C31092196%2C95332587%2C95359240%2C95359476&oid=2&pvsid=5548118817868909&tmod=630379555&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=97

Bu necə işləyir?

Məqalədə təqdim olunan mikroskopiya ardıcıllığı göstərir ki, qrafitin səthində çökən vismut kristalları heç də sabit deyil. Onlar bərk cisim olsalar da, özlərini isti səthdə bir az yağ damcıları kimi aparırlar və daim yerdən yerə hərəkət edirlər.

Təəccüblüdür ki, onların hərəkəti atom qəfəslərinin çox xüsusi düzülüşünə görə həmişə düz xətlər boyunca baş verir. Bu düz xətlər magistral yolları xatırladır və kristalların bir istiqamət üzrə sürətli kollektiv hərəkətini təmin etdiyinə görə nano-magistrallar adlanır.

Kristal trayektoriyalarının statistik paylanması ölçüldükdə məlum olur ki, onu güc qanunundan istifadə etməklə təsvir etmək olar, yəni vismut kristallarının çoxu səthdə çox qısa məsafələrdə , məsələn, 10 və ya 20 nm-lik çox qısa uzunluqlarda kortəbii olaraq hərəkət edir; lakin əhəmiyyətli sayda kristallar da 1000 nm-ə qədər daha böyük məsafələr qət edirlər. Maraqlıdır ki, bu nano-magistral uzunluqları “Lévy uçuşu” adlı təsadüfi gediş növünü izləyir. Səthdə statistik olaraq hərəkət etməyin bu üsulu bərk materialların tədqiqində olduqca nadirdir .

Bu hərəkət növü xüsusilə maraqlıdır, çünki təbiətin bir çox gözlənilməz sahələrində, xüsusən də yemək axtaran heyvanlar kimi kollektiv və ağıllı sistemlərdə baş verir. Sağ qalmaq üçün qida axtarışı nümunələri bəzən boş ərazilərdə çox uzun müddət yemək axtarmamaq üçün böyük səyahət məsafələri edildikdə optimallaşdırılır. Bu, təkcə təbii sistemlərdə deyil, insan sistemlərində də baş verir : İnternetdə və birjada məlumat axını da Lévy uçuş statistikasına uyğun olaraq davranır.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Niyə vacibdir?

Bu kəşf nanotexnologiyanın gələcəyinə böyük təsir göstərə bilər. Məsələn, bu adaların qrafit üzərində necə hərəkət etdiyini başa düşərək, elm adamları daha az sürtünməyə malik olan materiallar hazırlaya bilərlər ki, bu da iri miqyaslı obyektlərə nisbətən mikroskopik sistemlərdə daha çox mövcuddur.

Bu cür materiallar, daha az sürtünmə sayəsində daha səmərəli və daha az aşınmaya məruz qalan dəqiq maşınlardan tutmuş nəqliyyat vasitələrinə qədər müxtəlif cihazlarda istifadə edilə bilər. Bu da öz növbəsində ətraf mühitə müsbət təsir göstərəcək enerji xərclərinə (obyektin köçürülməsinə sərf olunan enerji istiliyə çevrilməyəcək) və materiala qənaət etməyə (çox az təmir tələb olunacaq) imkan verəcəkdi. Əgər sürtünmə cəmiyyətdən tamamilə aradan qaldırılsaydı, bəşəriyyət karbon emissiyalarının təxminən dörddə birinə qənaət edərdi.

Gələcəkdə tədqiqatçılar temperatur, adaların ölçüsü və qrafit səthindəki qüsurların növü kimi müxtəlif amillərin bu adaların sürtünməsinə və hərəkətinə necə təsir etdiyini daha yaxşı anlamağa imkan verəcək daha çox tədqiqat aparmağı planlaşdırırlar. Eyni xassələri olan digər materialları da axtarırlar.

Əlavə məlumat: Maxime Le Ster et al, Evidence of Directional Structural Superlubricity and Lévy Flights in a van der Waals Heterostructure, Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202408349

Jurnal məlumatı: Kiçik 

Lodz Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir