O atrito impacta o movimento, daí a necessidade de controlar as forças de atrito. Atualmente, isso é realizado por meios mecânicos ou lubrificação, mas experimentos conduzidos por pesquisadores do Laboratório Nacional Oak Ridge do Departamento de Energia descobriram uma maneira de controlar o atrito em superfícies iônicas em nanoescala usando estimulação elétrica e vapor de água ambiente.

A pesquisa, que demonstra um novo efeito físico, foi realizado no Center for Nanophase Materials Sciences, um DOE Office of Science User Facility em ORNL, e é publicado na revista Relatórios Científicos .

"Nossa descoberta pode ter um impacto tecnológico significativo nas aplicações de dispositivos macroscópicos e em nanoescala, "disse o autor Evgheni Strelcov." Diminuir ou aumentar o atrito em nanoescala à vontade e, assim, controlar as perdas de energia mecânica e o desgaste das peças de um sistema microeletromecânico tem enormes implicações para a pesquisa de energia aplicada e abre um novo panorama para estudos científicos fundamentais. "

Ao induzir um forte campo elétrico usando um microscópio de força atômica, os pesquisadores foram capazes de aumentar e diminuir o atrito entre um eletrodo em nanoescala em movimento e uma superfície iônica. Eles argumentam que o principal efeito responsável por esse comportamento é a condensação da umidade do ar circundante em líquido que pode então reduzir o atrito.

Simultaneamente, fortalecer ainda mais o campo elétrico resulta na penetração do eletrodo em nanoescala na superfície e em um aumento do atrito. Esta penetração é um efeito novo e inesperado, e a abordagem geral difere de outros métodos de controle de fricção que muitas vezes requerem a adição de um lubrificante ao sistema em vez de recorrer a recursos prontamente disponíveis no ambiente imediato.

Adicionalmente, ao contrário de outras práticas de controle de fricção eletroquímica, a nova técnica não requer corrente elétrica, que está associada a perdas de energia.

"A ausência de corrente é altamente benéfica do ponto de vista de economia de energia, pois elimina o aquecimento Joule e outros efeitos parasitas de consumo de energia, "diz Bobby Sumpter, que liderou o grupo desenvolvendo modelos teóricos associados.

Este trabalho se baseia em extensos esforços no CNMS explorando a manipulação elétrica de mecânica, propriedades eletroquímicas e ferroelétricas dos materiais.

"Adotamos essa visão tendenciosa em nanoescala há quase uma década, "disse o autor colaborador Sergei Kalinin." Agora podemos passar da observação ao controle até mesmo de fenômenos sublimes como o atrito, e é de fato muito surpreendente e promissor que possamos aumentá-lo e diminuí-lo. "