粘着性を科学する(Putting Science to Stickiness)

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2024-03-08 ピッツバーグ大学

ピールアンドスティックの壁紙は簡単に貼ることができますが、取り外すのは難しい。この現象は「付着ヒステリシス」と呼ばれ、柔らかく弾力性のある材料を分離するのに費やすエネルギーが、それらを接合するのに必要なエネルギーよりも多いことを示す。研究者たちは、表面の粗さがこの現象を引き起こすことを発見し、材料が突然微小な跳躍を繰り返すことで取り外される仕組みを明らかにした。

<関連情報>

なぜソフトコンタクトは作る時よりも壊す時の方が粘着性が強いのか? Why soft contacts are stickier when breaking than when making them

ANTOINE SANNER , NITYANSHU KUMAR , ALI DHINOJWALA , TEVIS D. B. JACOBS , AND LARS PASTEWKA
Science Advances  Published:6 Mar 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adl1277

粘着性を科学する(Putting Science to Stickiness)

Abstract

Soft solids are sticky. They attract each other and spontaneously form a large area of contact. Their force of attraction is higher when separating than when forming contact, a phenomenon known as adhesion hysteresis. The common explanation for this hysteresis is viscoelastic energy dissipation or contact aging. Here, we use experiments and simulations to show that it emerges even for perfectly elastic solids. Pinning by surface roughness triggers the stick-slip motion of the contact line, dissipating energy. We derive a simple and general parameter-free equation that quantitatively describes contact formation in the presence of roughness. Our results highlight the crucial role of surface roughness and present a fundamental shift in our understanding of soft adhesion.

1700応用理学一般
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