Eliminação do atrito
Físicos italianos e alemães descobriram como suprimir totalmente a fricção estática entre duas superfícies.
Isto significa que mesmo uma força minúscula torna-se suficiente para colocar objetos em movimento.
Curiosamente, é também possível fazer uma peça travar na outra controlando-se simplesmente a força aplicada.
Além de uma nova compreensão sobre o atrito em escala molecular, tudo isto é particularmente interessante em peças micromecânicas – nos MEMS e nanomáquinas, por exemplo – onde o atrito pode impedir o funcionamento dos mecanismos em poucas horas. Sumir com a fricção estática pode levar a níveis de eficiência há muito esperados.
Atrito de deslizamento e atrito de estático
Para mover um bloco de madeira sobre uma mesa, por exemplo, é necessário empurrá-lo. Quando Leonardo da Vinci examinou essa interação ilusoriamente simples de forma sistemática, há mais de 500 anos, ele descobriu as leis básicas do atrito de deslizamento. Como o atrito de deslizamento geralmente gera calor, é preciso empurrar constantemente o pedaço de madeira para compensar as perdas pela fricção – pare de empurrar e o pedaço de madeira pára.
No entanto, para iniciar o movimento, não é o atrito de deslizamento, mas o atrito estático que deve ser superado. O atrito estático é tipicamente maior do que a fricção de deslizamento e resulta da estrutura atômica das superfícies que estão em contato se encaixando uma na outra. As superfícies só podem se liberar e se mover umas contra as outras quando a força aplicada atingir um nível limite.
Na década de 1980, o físico Serge Aubry postulou que, se o espaçamento entre os átomos em uma superfície diferir apenas ligeiramente do espaçamento da rede atômica da outra, o atrito entre as duas superfícies deve desaparecer completamente.
Como manteiga
Usando feixes de laser e esferas de vidro na faixa de micrômetros – os chamados coloides – Thorsten Brazda e seus colegas criaram um modelo bidimensional de duas superfícies que permitiu pela primeira vez verificar experimentalmente o postulado teórico de Aubry.
Como as esferas eletricamente carregadas se repelem, elas se posicionam em uma camada plana periodicamente ordenada. Esta monocamada coloide forma uma das duas superfícies. A segunda superfície foi criada abaixo da camada de coloides usando três feixes de laser. Como resultado da superposição dos feixes, forma-se um cristal de luz, uma espécie de caixa de ovos óptica, com saliências e depressões.
E a coisa deslizou como manteiga.
Embora Aubry tenha restrito sua previsão a contatos unidimensionais em temperaturas de ponto zero, a equipe experimentalista foi capaz de provar que mesmo contatos bidimensionais em temperatura ambiente podem ser colocados em movimento sem atrito estático.
“Conseguimos transformar a configuração unidimensional artificial de Aubry em uma situação realista e demonstrar que sua ideia permanece válida em sistemas bidimensionais e a temperaturas finitas,” disse o professor Clemens Bechinger.
Controle do atrito
Estes resultados mostram que o atrito estático pode não apenas ser suprimido, mas também gerado como desejado se a pressão de contato entre as duas superfícies for aumentada.
Isto é importante na medida em que o atrito estático – em contraste com o atrito de deslizamento – é frequentemente um fenômeno desejado – é ele que nos permite agarrar objetos com segurança e garante que os pneus dos carros tenham aderência.
Esse modo de variar o atrito estático cria novas oportunidades para mover objetos facilmente através das superfícies e travá-los no lugar com segurança. Isto pode ser útil em caixas de câmbio micro ou nanomecânicas, acoplamentos, microrrobôse em inúmeros outros equipamentos miniaturizados.
as leia da fisica estão casa vez menos limitantes
Sim, a cada avanço na ciência vai se quebrando um véu que separa o oculto do nosso entendimento.
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