p ilhas de xenônio em um substrato de cobre (Cu 111), simulação. Crédito:SISSA
p É possível variar (mesmo dramaticamente) as propriedades de deslizamento dos átomos em uma superfície, mudando o tamanho e "compressão" de seus agregados:um estudo experimental e teórico realizado com a colaboração de SISSA, o Istituto Officina dei Materiali do CNR (Iom-Cnr-Democritos), ICTP em Trieste, a Universidade de Pádua, a Universidade de Modena e Reggio Emilia, e o Istituto Nanoscienze do CNR (Nano-Cnr) em Modena, acaba de ser publicado em
Nature Nanotechnology . p (Nano) ilhas que deslizam livremente em um mar de cobre, mas quando eles se tornam muito grandes (e muito densos), eles acabam emperrando:isso resume bem o sistema investigado em um estudo recém-publicado em
Nature Nanotechnology . "Podemos mudar repentinamente de um estado de superlubricidade para um de atrito extremamente alto, variando alguns parâmetros do sistema que está sendo investigado. Neste estudo, usamos átomos do gás nobre xenônio ligados uns aos outros para formar ilhas bidimensionais, depositado sobre uma superfície de cobre (Cu 111). Em baixas temperaturas, esses agregados deslizam praticamente sem atrito, "explica Giampaolo Mistura, da Universidade de Pádua." Aumentamos o tamanho das ilhas adicionando átomos de xenônio e até que toda a superfície disponível fosse coberta, o atrito diminuiu gradualmente. Em vez de, quando o espaço disponível acabou e a adição de átomos fez com que as ilhas se comprimissem, então vimos um aumento excepcional no atrito. "
p O estudo foi dividido em uma parte experimental (realizada principalmente pela Universidade de Pádua e Nano-Cnr / Universidade de Modena e Reggio Emilia) e uma parte teórica (baseada em modelos de computador e simulações) conduzida por SISSA / Iom-Cnr-Democritos / ICTP. “Para entender o que acontece quando as ilhas são comprimidas, precisamos apreciar o conceito de 'comensurabilidade da interface', "explica Roberto Guerra, pesquisadora da International School for Advanced Studies (SISSA) de Trieste e entre as autoras do estudo. "Podemos pensar no sistema que estudamos como um composto de tijolos de Lego. O substrato de cobre é como uma montagem horizontal de tijolos e as ilhas de xenônio como tijolos soltos individuais, "comenta Guido Paolicelli, do Instituto de Nanociência CNR." Se o substrato e as ilhas consistem em tijolos diferentes (em termos de largura e distância entre as vigas), as ilhas nunca ficarão presas no substrato. Esta situação reproduz nosso sistema em temperaturas ligeiramente acima do zero absoluto onde observamos um estado de superlubricidade praticamente sem atrito. Contudo, o aumento da superfície das ilhas e a compressão resultante do material fazem com que as ilhas se tornem proporcionais ao substrato - como os tijolos de Lego com o mesmo passo - e quando isso acontece, elas ficam presas de repente. "
p amostra de cobre cristalino usada como um substrato "deslizante". Crédito:Nano-Cnr, Modena
p O estudo é o primeiro a demonstrar que é possível variar drasticamente as propriedades de deslizamento de nanoobjetos. "Podemos imaginar uma série de aplicações para isso, "conclui Guerra." Por exemplo, nanobearings podem ser desenvolvidos que, sob certas condições, são capazes de bloquear seu movimento, de forma totalmente reversível. "