2021-11-24 10:01:38
2D – это вам не 3D
Исследователи сообщили о сверхнизком трении двумерного магнитного материала магнетена.
Разница между плоскими или двумерными вещами и объёмными – огромна. Достаточно взглянуть на живот гаишника дяди Васи из пятого подъезда и сравнить его с животами фитаняшек в инсте. Действительно, двумерные (2D) материалы, если мы копнём поглубже до уровня атомов, могут демонстрировать свойства, которые их сильно отличают от объемных форм. В результате у 2D-материалов можно найти множество интересных для применения характеристик, таких как низкая плотность дефектов, сверхёмкость, высокая прочность в плоскости или сверхсмазывание при трении.
Лучшим примером 2D-материалов является наш любимый графен. Например, листы графена демонстрируют крайне низкое трение, потому что они очень слабо связаны и могут легко скользят друг относительно друга. Дело в том, что они связаны между собой только слабыми силами, известными как силы Ван-дер-Ваальса. Но не графеном единым живут учёные.
Вот группа исследователей из Технического университета Торонто и Университета Райса сообщила о том, что сверхнизкое трение, как у графена, наблюдается при трении материала магнетена.
В то время как графен состоит из углерода, магнетен состоит из магнетита, формы оксида железа, которая обычно существует в виде трехмерной решетки. Учёные обработали трехмерный магнетит с помощью высокочастотных звуковых волн, чтобы аккуратно отделить слой, состоящий всего из нескольких листов двухмерного магнетена. Структура такого магнетена на картинке: темно-красные сферы изображают железо, а более светлые красные – кислород.
Затем исследователи поместили листы магнетена в атомно-силовой микроскоп. В этом устройстве зонд с острым наконечником тянут по поверхности листа магнетена для измерения трения. Этот процесс можно сравнить с тем, как иголка проигрывателя перемещается по поверхности виниловой пластинки.
Оказалось, что трение между кончиком зонда и самым верхним слоем магнетена было таким же низким, как и в графене. Но в магнетене нет сил Ван-дер-Ваальса, поэтому механизм суперсмазывания другой и связан с квантовыми эффектами, возникающими при переходе от 3D объекта к 2D.
Так что помни, в мире много полезных плоских или 2D вещей. Теперь это и магнетен – двумерный оксид железа, который также хорош при трении, как и графен!
Инфа отсюда.
#физика
851 views07:01