p O controle de fricção e adesão em escala atômica é fundamental para a manipulação eficaz do movimento de objetos em escala de nanômetro ou micrômetro nas interfaces. Por exemplo, na nanotecnologia, o controle da adesão durante o processo de descascamento das folhas de grafeno desempenha um papel muito importante na manipulação e fabricação. O grafeno é um material promissor devido à sua mecânica, eletrônico, magnético, spintrônico, e propriedades ópticas. Em trabalhos anteriores, uma comparação entre simulação e experimento de peeling de grafeno revelou suas propriedades únicas de fricção e adesiva. p Contudo, o tempo de computação torna-se mais longo à medida que o tamanho do grafeno aumenta, portanto, uma comparação direta da curva de força vertical simulada com experimentos é difícil. Além disso, também é difícil separar os efeitos puros relacionados à adesão daqueles devidos ao atrito durante o processo de peeling.

p Aqui, Ryoji Okamoto, Koki Yamasaki, e Naruo Sasaki da Universidade de Electro-Communications desenvolveram um modelo potencial de economia de tempo para simular as características adesivas durante o processo de descascamento de folhas de grafeno do tipo poltrona de superfícies de substrato de grafite sem atrito.

p Usando sua simetria estrutural, a folha de grafeno tipo poltrona foi reduzida ao modelo de mola eficaz [Fig. (uma)]. Em seguida, a borda do modelo de mola foi levantada ao longo da direção vertical. Para cada posição de levantamento, o modelo foi otimizado estruturalmente usando o método do gradiente conjugado.

p Os principais resultados foram:(1) O tempo de computação por este potencial foi reduzido para 1/6400 em comparação com nosso modelo anterior. (2) A transição da forma da folha de grafeno e a curva de força vertical obtida por este modelo reproduziu com sucesso aquelas obtidas por nosso modelo anterior. (3) Este modelo potencial foi estendido com sucesso para incluir a rigidez efetiva de uma microscopia de força atômica (AFM), que consiste na rigidez do cantilever, ponta e região de contato [Fig. (uma)]. A estrutura de degraus característica da curva de força vertical foi obtida pelo modelo estendido [Figs. (b) e (c)].

p Nossa abordagem abre novas direções para a física multiescala do processo de descascamento da folha elástica da escala atômica à escala micrométrica, e interpretação da espectroscopia de força observada por AFM.