Значительное увеличение силы трения между отдельными наноразмерными объектами обнаружила международная группа исследователей.

Работа специалистов позволяет лучше понять и то, как может возникать сила трения.

Ученые провели ряд экспериментов с атомным силовым микроскопом. Данное устройство сканирует рельеф поверхности благодаря перемещению вдоль нее особо острой иглы (кантилевера), которая способна «подпрыгивать» даже на отдельных атомах. В роли образца физики использовали селенид ниобия, NbSe2. Это соединение было выбрано благодаря своей слоистой структуре: прежде его активно изучали в качестве материала для аккумуляторных электродов, в слоях селены и ниобия достаточно хорошо накапливаются ионы лития.

Такая слоистая структура также обуславливает особым образом неравномерное распределение электрического заряда в материале. При охлаждении селенида ниобия до нескольких десятков кельвин (эффект выявляется до –203 градусов Цельсия либо 70 кельвин), электроны в нем скапливаются в каких-то определенных местах и к этим местам игла данного атомного силового микроскопа притягивается значительно сильнее. Сила притяжения фактически достигала одного наноньютона; с целью ее измерения ученые применили не непосредственное перемещение иглы вдоль образца, а другой, косвенный, основанный на колебаниях иглы у поверхности, метод. Когда же игла микроскопа совершала подобные колебания вблизи тех мест, где плотность электрического заряда достигала очень высокого уровня, она испытывала максимальное сопротивление. По словам специалистов, которые приводит университет Базеля, игла будто погружалась в вязкую жидкость.

Новые исследования позволяет лучше понять природу и свойства сил трения на микроскопическом уровне.