나노기술 및 정책 정보

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● 영국 Nikolay Brilliantov 교수(University of Leicester) 외 공동 연구팀은 물체 표면 원자의 확률적 진동에 의한 표면의 동시적(synchronic) 열변동이 마찰력을 유발하는 현상을 발견

● 연구팀은 그래핀 층으로 덮인 분자평활면 2개로 접점을 만든 후 횡력현미경으로 마찰력을 측정한 결과, 온도가 0K가 아닐 때 열변동으로 인한 표면 굴곡에 의해 마찰력이 발생하는 것을 확인

● 이어 연구팀은 이러한 현상이 두 표면이 동시에 굽혀져 긴밀하게 접촉할 때 발생하는 동시적 열변동에 기인하며, 표면 온도가 높을수록 동시적 열변동의 진폭이 커지고 접촉면적이 넓을수록 변동에 의한 상대운동 방해 빈도가 높아지는 것을 확인

● 본 연구 결과는 물체의 무게와는 독립적으로 나타나는 마찰력의 원자론적 발생 원리를 규명하고 초윤활성을 달성할 수 있는 방법을 제시한 사례로, 이동접점, 회전접점, 진동접점을 이용하는 다양한 기계류에 적용해 에너지 사용량을 감소시킬 수 있을 것으로 기대

Physical Review Letters (2023.12.26.), Atomistic Mechanism of Friction-Force Independence on the Normal Load and Other Friction Laws for Dynamic Structural Superlubricity