p (PhysOrg.com) - Semelhante ao pavimento da via, suavizado por um sol quente, vai desacelerar um carro, o grafeno - uma folha de carbono de um átomo de espessura com propriedades maravilhosas - retarda o deslizamento de um objeto em sua superfície. Mas empilhar as folhas e o grafeno fica mais escorregadio, dizem teóricos do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, que desenvolveu um novo software para quantificar o atrito do material. p "Eu não acho que ninguém espera que o grafeno se comporte como a superfície de um material tridimensional, mas nossa simulação pela primeira vez explica as diferenças em escala atômica, "diz o pesquisador pós-doutorado do NIST Alex Smolyanitsky, que escreveu o programa de modelagem e foi coautor de um novo artigo sobre o estudo. "Se as pessoas quiserem usar o grafeno como lubrificante de estado sólido ou mesmo como parte de eletrodos flexíveis, este é um trabalho importante. "

p Com a capacidade de ser dobrada, enrolados ou empilhados, o grafeno é super forte e possui propriedades eletrônicas e ópticas incomuns. O material pode ser usado em aplicações que variam de circuitos eletrônicos a células solares para "engraxar" peças móveis em dispositivos em nanoescala.

p O atrito é a força que resiste ao deslizamento de duas superfícies uma contra a outra. Estudar o atrito em escala atômica é um desafio, superável apenas nos últimos anos. O software NIST simula microscopia de força atômica (AFM) usando uma técnica de dinâmica molecular. O programa foi usado para medir o que acontece quando uma ponta AFM simulada se move através de uma pilha de uma a quatro folhas de grafeno (veja a imagem) em diferentes taxas de varredura.

p Os pesquisadores descobriram que o grafeno se desvia sob e ao redor da ponta do AFM. O localizado, empenamento temporário cria fricção ou resistência ao rolamento, a força que exerce arrasto em um objeto circular rolando ao longo de uma superfície. Smolyanitsky compara o efeito com o sol derretendo e amolecendo o pavimento no estado onde obteve seu doutorado, Arizona, fazendo com que os pneus do carro afundem ligeiramente e diminuam a velocidade. Os resultados do NIST são consistentes com os de experimentos recentes de grafeno por outros grupos de pesquisa, mas fornecem novos dados quantitativos.

p Mais significativamente, o estudo do NIST mostra por que o atrito cai com cada folha de grafeno adicionada à pilha (a varredura rápida também tem um efeito no atrito). Com menos camadas, a camada superior desvia mais, e o atrito por unidade de força de contato AFM aumenta. A superfície superior da pilha torna-se menos flexível e mais escorregadia à medida que camadas de grafeno são adicionadas. Por contraste, a fricção do material semelhante ao grafite tridimensional é virtualmente não afetada pela deformação e fricção de rolamento, e é devido ao calor criado pela ponta móvel.