Por que fica quente quando você esfrega as coisas? Desvendando o mistério do atrito dinâmico no nível atômico
Fricção dinâmica em nível atômico. (A) Ilustração da molécula de CO sendo manipulada em uma superfície de cobre por uma ponta metálica. (B) Mudanças nos estados de adsorção da molécula de CO enquanto a ponta se move horizontalmente pela superfície. As energias de interação entre a ponta e o CO são representadas por linhas diferentes:CO no local superior (curva preta), no local da ponte (curva vermelha) e no local superior vizinho (curva azul). À medida que a ponta avança, o estado real de adsorção do CO segue as linhas sólidas. As transições entre diferentes locais de adsorção (cruz verde) fornecem informações importantes sobre as complexidades do atrito dinâmico. Crédito:Universidade de Kanazawa O atrito, um fenômeno cotidiano, tem deixado os cientistas perplexos há séculos. Embora tenha sido extensivamente pesquisada, a nossa compreensão permanece fragmentada, principalmente devido às interações multifacetadas que abrangem escalas variadas. Alcançar uma compreensão precisa das condições precisas de contato entre objetos tem sido um desafio de longa data, um feito recentemente tornado possível através de avanços na microscopia de varredura por sonda.
No entanto, mesmo com estes avanços tecnológicos, as complexidades da fricção dinâmica – a força necessária para manter o movimento de uma molécula – permaneceram ilusórias. Embora os cientistas possam medir o atrito estático movendo uma única molécula sobre uma superfície, tanto a medição como a compreensão teórica do atrito dinâmico ainda não foram totalmente reveladas.
Agora, escrevendo em Cartas de Revisão Física e Revisão Física B , uma equipe colaborativa da Universidade de Kanazawa (Japão), do Centro Internacional de Física de Donostia (Espanha) e da Universidade de Regensburg (Alemanha) relatam seu estudo inovador que se aprofunda nesse desafio. Eles examinaram meticulosamente a manipulação de uma molécula de monóxido de carbono (CO) em uma superfície de cobre de cristal único usando um microscópio de força atômica.
Apoiadas por cálculos ab initio, suas descobertas esclarecem como as posições da molécula de CO mudam em relação à ponta e à superfície do microscópio, bem como a relação entre o movimento da molécula induzido pela ponta, a dissipação de energia e o atrito estático e dinâmico. .
Esta pesquisa se destaca pela clareza inequívoca sobre o processo de fricção. Não apenas fornece novos insights sobre um fenômeno há muito estudado, mas também abre caminho para estudos futuros sobre processos de relaxamento de dissipação de energia.
Mais informações: Norio Okabayashi et al, Fricção Dinâmica Desvendada pela Observação de um Estado Intermediário Inesperado na Manipulação Molecular Controlada, Physical Review Letters (2023). DOI:10.1103/PhysRevLett.131.148001 Norio Okabayashi et al, Dissipação de energia de uma molécula de monóxido de carbono manipulada usando uma ponta metálica em superfícies de cobre, Revisão Física B (2023). DOI:10.1103/PhysRevB.108.165401
Informações do diário: Cartas de revisão física , Revisão Física B
