ในการแย่งชิงเพื่อปฏิวัติโลกด้วยนาโนเทคโนโลยี เราต้องไม่เพิกเฉยต่อแรงเสียดทาน อุปกรณ์ระดับนาโนซึ่งอาศัยส่วนประกอบของโมเลกุลที่เคลื่อนที่ได้มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีอย่างสิ้นเชิง เช่น การเก็บพลังงาน การนำส่งยา คอมพิวเตอร์ การสื่อสาร และการผลิตสารเคมี แต่การนำอุปกรณ์เหล่านี้จากห้องปฏิบัติการมาสู่ตลาดนั้นยังห่างไกลจากการรับประกัน
ยังไม่เป็น
ที่แน่ชัดว่าโครงสร้างระดับนาโนสามารถสร้างความทนทานทางกลไกและทางเคมีได้มากพอที่จะทนต่อสภาวะที่รุนแรงที่สามารถมีอยู่ภายในร่างกายมนุษย์ หรือในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรอื่นๆ ที่คาดว่าเครื่องจักรนาโนจะทำงานได้หรือไม่ การตัดออกหรือการหลอมละลายแม้แต่ชั้นเดียวของอะตอม
สามารถสะกดความตายของเครื่องจักรนาโนได้ และนี่คือปัญหาก่อนที่จะมีการกล่าวถึงประเด็นทางการค้า เช่น ประสิทธิภาพพลังงานหรือความสามารถในการทำกำไร ความเสถียรทางเคมีและเชิงกลของโครงสร้างนาโนที่เคลื่อนที่ได้นั้นอยู่ภายใต้สาขาของนาโนไตรโบโลยี ซึ่งเป็นการศึกษาแรงเสียดทาน
และการสึกหรอในระดับความยาวและเวลาของอะตอม ปีที่แล้วกลายเป็นปีแห่งความสำเร็จสำหรับสาขานี้ โดยมีการเติบโตที่น่าประทับใจทั้งงานทดลองและงานทฤษฎี ซึ่งรวมถึงความคืบหน้าอย่างมากในการทำความเข้าใจว่าความไม่เสถียรเชิงกลส่งผลต่อระดับแรงเสียดทานโดยรวมอย่างไร
และการบุกเบิกเทคนิคการทดลองเพื่อเชื่อมช่องว่างระหว่างปรากฏการณ์ระดับนาโนและระดับมหภาค
แรงเสียดทานอายุหลายศตวรรษในอดีต การศึกษาแรงเสียดทานได้รับแรงผลักดันจากการพิจารณาทางเศรษฐกิจ ตัวอย่างเช่น การให้ความสนใจมากขึ้นกับสิ่งที่ทราบอยู่แล้วเกี่ยวกับการเสียดสีและการสึกหรอ
ประเทศที่พัฒนาแล้วสามารถประหยัดได้ถึง 1.6% ของผลิตภัณฑ์มวลรวมประชาชาติ การสูญเสีย ซึ่งคาดว่าจะสูงถึง 100 พันล้านเหรียญสหรัฐต่อปีในสหรัฐอเมริกาเพียงแห่งเดียว เกิดขึ้นเนื่องจากระบบกลไกทั้งหมดถูกทิ้งเป็นประจำเมื่อมีชิ้นส่วนเพียงไม่กี่ชิ้นที่สึกหรอไม่ดี ตัวอย่างเช่น
พลังงาน
ที่ใช้ในการผลิตรถยนต์ เทียบเท่ากับพลังงานที่ใช้ในการดำเนินงาน 100,000 ไมล์ เนื่องจากความ รู้ เรื่องแรงเสียดทาน มีน้อยจริง ๆผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อเศรษฐกิจและสังคมที่เกี่ยวข้องกับความรู้ที่ดีขึ้นของไทรโบโลยีนั้นเป็นอะไรที่เหลือเชื่อ! แต่ความก้าวหน้าในสาขานี้เป็นไปอย่างเชื่องช้า
และความสนใจของนักฟิสิกส์ในเรื่องไตรโบโลยีก็ลดน้อยถอยลงตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมาสมัยใหม่เริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 500 ปีที่แล้ว เมื่ออนุมานกฎที่ควบคุมการเคลื่อนที่ของบล็อกสี่เหลี่ยมที่เลื่อนผ่านพื้นผิวระนาบ หลายร้อยปีต่อมา ในปี ค.ศ. 1699 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้เผยแพร่เรื่องราวอย่างเป็นทางการ
ครั้งแรกเกี่ยวกับกฎแรงเสียดทานระดับมหภาคแบบคลาสสิก เขาพบว่าแรงเสียดทานที่ต่อต้านการเคลื่อนที่แบบเลื่อนระหว่างสองส่วนต่อประสานนั้นแปรผันโดยตรงกับแรงตั้งฉากที่บีบพื้นผิวเข้าด้วยกัน ยิ่งไปกว่านั้น แรงเสียดทานไม่ขึ้นกับพื้นที่สัมผัสที่ปรากฏ ตัวอย่างเช่น ก้อนอิฐที่วางอยู่ปลายสุด
กฎแรงเสียดทานแบบคลาสสิกเหล่านี้มีไว้สำหรับวัสดุที่หลากหลายอย่างน่าทึ่ง แต่ก็มีความโดดเด่นไม่แพ้กันในแง่ของความยากในการได้มาซึ่งสิ่งเหล่านี้จากหลักการพื้นฐานของอะตอมหรือโมเลกุล มันชวนให้นึกถึงสถานการณ์ในอุณหพลศาสตร์ก่อนที่กลศาสตร์ทางสถิติจะเข้ามาช่วยเหลือ
ความขรุขระของพื้นผิวถูกตัดออกเป็นกลไกที่เป็นไปได้สำหรับแรงเสียดทานส่วนใหญ่ในทศวรรษที่ 1970 และถูกแทนที่ด้วยแนวคิดที่ว่าอะตอมในวัสดุสองชนิดอาจยึดติดกันและต้านทานการเลื่อนเมื่อวัสดุถูกกดทับ น่าเสียดายที่มุมมองเรื่องแรงเสียดทานแบบ “การยึดเกาะด้วยกาว”
ซึ่งได้รับการส่งเสริม แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในทศวรรษที่ 1960 ไม่ได้คาดการณ์ใดๆ เกี่ยวกับขนาดของแรงเสียดทานหรือกลไกของการกระจายพลังงานที่ก่อให้เกิดแรงเสียดทาน . ในที่สุด ก็เชื่อมั่นว่าแรงเสียดทานในกรณีที่ไม่มีการสึกหรอการฉีกขาดของชิ้นส่วนตามส่วนต่อประสานที่เลื่อนได้
ต้องเกิดจาก
การสะสมของความเครียดระหว่างส่วนต่อประสานที่ถูกปล่อยออกมาในรูปแบบของการสั่นสะเทือนของอะตอม โฟนอนส์ ซึ่งเสนอเป็นครั้งแรกว่าเป็นกลไกสำหรับการเสียดสีในปี 1929 ถูกสร้างขึ้นเมื่อพลังงานเชิงกลที่ต้องใช้ในการเลื่อนพื้นผิวหนึ่งไปบนอีกพื้นผิวหนึ่งถูกแปลงเป็นเสียง ซึ่งในที่สุด
จะเปลี่ยนเป็นความร้อน (รูปที่ 1) Tabor ตระหนักดีว่าไม่มีหลักฐานการทดลองใด ๆ ที่แสดงว่ามีการเสียดสีแบบเสียง แต่ในไม่ช้าเขาก็ได้รับการพิสูจน์จากชุมชนนักวิทยาศาสตร์ด้านพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ
ทุกวันนี้ อาจมีนักฟิสิกส์และนักวิทยาศาสตร์อื่นๆ ทั่วโลกราว 100 คนที่เป็นผู้นำในการทำงาน
เกี่ยวกับนาโนไตรโบโลยี (รูปที่ 2) สถานการณ์นี้เกิดขึ้นอย่างมากเนื่องจากความพร้อมของเทคนิคการทดลองและทฤษฎีใหม่ๆ ในทศวรรษที่ 1970 และ 1980 ซึ่งก่อให้เกิดยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในการทดลองเพื่อสำรวจต้นกำเนิดของแรงเสียดทานในระดับจุลภาค ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ต่างๆ
เช่น เครื่องชั่งคริสตัลควอตซ์แบบไมโครบาลานซ์และกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แรงด้านข้าง สามารถวัดแรงเสียดทานได้เนื่องจากอินเทอร์เฟซแบบสัมผัสเดียว สถานการณ์นี้ง่ายกว่าการศึกษาวัตถุขนาดใหญ่มาก ซึ่งแรงเสียดทานสะท้อนถึงพฤติกรรมโดยรวมของผู้สัมผัสจำนวนมาก
จะรับแรงเสียดทานเช่นเดียวกับเมื่อวางราบ ต่อมาชาร์ลส์ ออกุสติน เดอ คูลอมบ์ได้เสนอกฎข้อที่สามของแรงเสียดทานระดับมหภาค ซึ่งระบุว่าที่ความเร็วเลื่อนธรรมดา แรงเสียดทานจะไม่ขึ้นกับความเร็ว
ในอิสราเอลได้พัฒนาแบบจำลองทางกลของแรงเสียดทานในระดับจุลภาคที่มีพื้นฐาน
แนะนำ 666slotclub / hob66
