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Supersmering

Super Schmierung (Englisch: super gleitfähigkeit) ist ein Phänomen, bei dem auf atomar skaliere die Reibung zwischen zwei Objekten (fast) vollständig verschwindet. Das Phänomen wurde bereits 1990 vorhergesagt, aber erst 2003 im Jahr 2003 experimentell beobachtet Graphit.

Ursprung

Eine mikroskopisch glatte Oberfläche eines kristallinen Materials bildet eine Struktur mit Hügeln und Löchern. Wenn nun eine andere Oberfläche mit der gleichen Struktur darüber gleitet, kann es zu Reibung kommen, wenn die "Hügel" der einen Oberfläche in die "Löcher" der anderen Oberfläche fallen. Bei atomar glatten monokristallinen Oberflächen wird dies nur passieren, wenn die Oberflächen eine bestimmte Orientierung zueinander haben. Wenn sie nicht in der richtigen Ausrichtung sind, "passen" die beiden Oberflächen nicht zusammen und die Reibung zwischen den beiden Oberflächen wird fast vollständig beseitigt. Dieser Effekt wurde 1990 aufgrund theoretischer Argumente vorhergesagt.[1]

Messung

Im Jahr 2003 wurde dieses Phänomen genau gemessen bei measured Graphit von Martin Dienwiebel in der Gruppe von Joost Frenken im Kamerlingh Onnes Labor des Universität Leiden. Dies geschah mit einer Variante von Rasterkraftmikroskopie, bei welchem seitlich Kräfte werden genau gemessen, während eine kleine Nadel über die Oberfläche des Graphit wird gezogen. Graphit ist ein bekannter trockener Schmiermittel. Es besteht aus Schichten, in denen Kohlenstoffatome in einem flachen hexagonalen Gitter angeordnet sind. In einem Fall wurde festgestellt, dass die Reibung fast vollständig verschwunden war, es sei denn, die Nadel wurde in bestimmten Winkeln gedreht, die genau 60° auseinander lagen. Es wird davon ausgegangen, dass eine einzelne "Graphitflocke" am Taststift befestigt war und somit nicht die Reibung zwischen dem Taststift und der Oberfläche gemessen wurde, sondern zwischen der Graphitflocke und der darunter liegenden Graphitschicht, was eine experimentelle Umsetzung zeigt des Phänomens der "Superschmierung".[2][3]

Nüsse

  1. ↑M. Hirano und K. Shinjo, Atomistische Verriegelung und Reibung Physische Überprüfung B 41, 11837 (1990)
  2. ↑M Dienwiebel, G S Verhoeven, N Pradeep, J W M Frenken, J A Heimberg und H W Zandbergen, Super Gleitfähigkeit von Graphit, Briefe zur physischen Überprüfung 92, 126101 (2004)
  3. ↑Neuer Kraftsensor erklärt die Funktionsweise von Superschmierstoff, Webseite NWO