p Para um carro acelerar, deve haver atrito entre o pneu e a superfície da estrada. A quantidade de atrito gerada depende de vários fatores, incluindo as forças intermoleculares diminutas que atuam entre as duas superfícies em contato - as chamadas forças de van der Waals. A importância dessas interações intermoleculares na geração de atrito é conhecida há muito tempo, mas agora foi demonstrado experimentalmente pela primeira vez por uma equipe de pesquisa liderada pela Professora de Física Karin Jacobs, da Saarland University, e pelo Professor Roland Bennewitz, do Leibniz Institute for New Materials (INM). Interessantemente, a equipe de pesquisa mostrou que o atrito que atua na superfície do material é influenciado pela estrutura das camadas sub-superficiais. p O atrito é um fenômeno cotidiano que às vezes é desejável (permitindo que os carros acelerem) e às vezes não (o atrito na forma de arrasto do veículo e o atrito no motor e no sistema de transmissão aumentam o consumo de energia do carro). Para muitos cientistas e engenheiros, a capacidade de controlar o atrito está, portanto, no topo de sua lista de desejos. Uma possível abordagem para controlar o atrito acaba de ser publicada por pesquisadores da Saarland University e do INM. Eles descobriram que a força de atrito é afetada pela composição dos materiais abaixo da superfície.

p O trabalho realizado pelos cientistas de Saarbrücken envolveu uma análise mais detalhada das forças intermoleculares que atuam entre dois materiais. Para poder variar essas forças, os pesquisadores trabalharam com polido, bolachas de silício de cristal único. 'As bolachas são cobertas com camadas de dióxido de silício de diferentes espessuras e são semelhantes às usadas na indústria de semicondutores, 'explicou Karin Jacobs, Professor de Física Experimental na Saarland University.

p A equipe de Jacobs mediu com precisão o atrito entre o dióxido de silício (SiO ₂ ) camadas de diferentes espessuras e a ponta de 200 nm de uma sonda de microscopia de força atômica examinando cuidadosamente a ponta na superfície do wafer. O que os físicos descobriram foi surpreendente:embora a camada superior da superfície sempre tenha consistido puramente de SiO ₂ , a ponta do microscópio de força atômica experimentou diferentes forças de atrito dependendo da espessura da camada de dióxido de silício. 'Quanto mais fina a camada de óxido, quanto maior o atrito, 'disse Jacobs. O estudo descobriu que as forças de atrito associadas às bolachas diferiam em até 30 por cento, dependendo da espessura do SiO. ₂ camada. O efeito também foi observado quando as bolachas de silício foram cobertas com uma monocamada de moléculas de silano repelente de água (hidrocarbonetos de cadeia longa).

p 'Os resultados do nosso estudo têm implicações significativas para muitas aplicações práticas, 'disse o professor Jacobs. 'Como a força das forças de van der Waals depende da composição de um material em profundidades de até 100 nanômetros, projetar cuidadosamente a estrutura da camada na superfície de um material pode reduzir o atrito. Isso nos dá outra abordagem para controlar o atrito, além do uso estabelecido de lubrificantes. '