避けられない敵、摩擦を理解する(Understanding Friction, the Unavoidable Enemy)

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摩擦を原子レベルで初めて可視化。 New Research Published in Nature Nanotechnology Unveils First Visualization of Friction at the Atomic Level

2022-07-25 ピッツバーグ大学

タングステンのアスペリティ(粗面)1個の原子レベルの摩擦をリアルタイムで明らかにし、電子顕微鏡で初めて原子の動きを映し出しました。
これまで誰も、原子レベルで分解された摩擦プロセスを、はっきりとした界面で実際に見ることができなかったので、摩擦メカニズムと界面の関係は十分に理解されていませんでしたが、この研究では、これまでシミュレーションによってのみ示されていた、界面原子の滑り経路と、界面における動的なひずみと応力の変化を実際に見ることができた。

<関連情報>

透過型電子顕微鏡による単一アスペリティコンタクトの原子スケールでの摩擦の解明 Atomic-scale friction between single-asperity contacts unveiled through in situ transmission electron microscopy

Xiang Wang,Zhenyu Liu,Yang He,Susheng Tan,Guofeng Wang & Scott X. Mao
Nature Nanotechnology  Published:23 May 2022
DOI:https://doi.org/10.1038/s41565-022-01126-z

避けられない敵、摩擦を理解する(Understanding Friction, the Unavoidable Enemy)

Abstract

Friction and wear are detrimental to functionality and reduce the service life of products with mechanical elements. Here, we unveil the atomic-scale friction of a single tungsten asperity in real time through a high-resolution transmission electron microscopy investigation of a nanocontact in countermotion, induced through a piezo actuator. Molecular dynamics simulations provide insights into the sliding pathway of interface atoms and the dynamic strain/stress evolution at the interface. We observe a discrete stick–slip behaviour and an asynchronous process for the accumulation and dissipation of the strain energy together with the non-uniform motion of interface atoms. Our methodology allows for studying in situ atomic-friction phenomena and provides insights into friction phenomena at the atomic scale.

1701物理及び化学
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