纳米技术与摩擦概念
高山市
Nanoverk初级程序)
摩擦性命名为阻抗启动两面滑动环绕着我们 并发生各种长度尺度简言之:摩擦力慢事难怪你无法拥有永久移动器运动无限持续 没有任何外部能量 只要有摩擦
内容:纳米技术与摩擦概念
1 摩擦为何如此重要
1.1
摩擦是什么
1.2
自然摩擦
1.3
现代世界机械摩擦
1.4
作用润滑
科学注解
摩擦基础知识(键取物和词汇表)
2
纳米级摩擦
2.1
分子间联力
2.2.
机械微型和纳米系统摩擦
2.2.1
微电机系统
2.2.2
纳米电机系统
2.3
从自然学习
2.4
超精度
2.5
纳米工程摩擦
科学注解
纳米级摩擦(键取物和词汇表)
311
启发日美奇技
3.2
Nanofiber表层可用光调
3.4
刺激响应水凝
3.5
反调聚合刷摩擦
3.6
交换电场摩擦
3.7
物料层次结构效果
科学注解
智能素材动态调适
1.1 什么是摩擦
以日常例子为例:当咖啡杯停放在平板上时,动能摩擦力为零并没有任何力量试图移动杯表,所以不需要摩擦力,因为摩擦力没有什么可对抗的。试滑过表时 摩擦力将启动 并先阻抗推力 直到推力超过摩擦力
换句话说,为固定物体运动,必须先消除静态摩擦
咖啡杯倾斜面像斜坡, 摩擦力对抗重力 起先防止杯滑下斜坡倾角足够远,摩擦力会增长到无法防止杯子滑动点
换句话说:静态摩擦一经消解,滑动摩擦即嵌入并耗用更多能量
产生运动的初点不是滑动摩擦而是静态摩擦必须克服静态摩擦通常大于滑动摩擦和接触面原子结构锁定的结果地表只能自由并相互对冲 等应用力达到适当水平
科学术语:两面摩擦由能量损耗引起 原子从对冲面相冲有吸引力或粘合力原子密切接触,迫使原子相互滑动失去大量能量
有四种摩擦类型:静态摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦和流水摩擦后三组也归入术语
运动摩擦.前三介于固态面间流体摩擦发生于液态和气体中
静态摩擦物体休眠时对物体作用,例如站地上时。
滑动摩擦弱于静态摩擦对象滑过表面时对对象作用,例如音乐家弓跨小提琴弦
滚动摩擦比滑动摩擦或静态摩擦弱得多,当物体滚过表面时作用(例如轮胎或球轴承)。
流水摩擦作用对象流水,像水中船舶
摩擦本身不是好或坏, 但它可能是太多或太少视发生环境而定静态摩擦 — — 与滑动摩擦形成对比 — — 常是一种理想现象。
你绝对想从你的汽车刹车或离合器中获取大量静态摩擦在许多其它例子中,它至关重要-如果完全没有摩擦,你就不能加速你的汽车或自行车,因为轮子转动而不控制路面。静态摩擦还使我们能够安全抓取对象笔会无阻地从纸上滑下连笔都抓不住 抓笔时会滑出手掌
沙地增加摩擦并让我们能走得更安全汽车行业设计制动板以提供高度摩擦
1.2 自然摩擦
自然界没有完全无摩擦环境:即使在深空,小粒子也可能交互并引起摩擦摩擦过程可在所有尺度和维度上观察
科学家和工程师往往受自然系统效率和耐久性启发,并试图复制人造系统(域名
生物感知学)
数以百万计的进化使自然能想出一些相当令人印象深刻的策略 以最小化或最大化摩擦视函数而定多生物开发解决方案 提供超低摩擦超高摩擦粘合或在某些情况下甚至是受控摩擦性能(见:
国际设计工程杂志,
运动自然)
我们谈起
并发两面摩擦强到它提供联结力迭代作用力包括范德华力、静电力、化学联结和因表层水凝聚而产生的毛虫力
自然系统联想以不同方式实现,主要取决于进化过程
著名例子之一是Gecko粘合效果即便没有分解或胶水,自然干粘合系统也非常可靠,因为接触分解成多微小纤维特征,产生纳米模式表层Geckos有脚踏板 由数以百万计小分支毛组成
康达市3-130微米长度分解为小
spartulae系统(宽长约200纳米)结构设计产生高粘和摩擦力 通过分子交互力geckos爬上垂直墙或向下爬天花板
沙鱼撒哈拉
scusscus)为反效果提供极好例子:纳米脊和爬虫尺度上的纳米波纹都演进以减少皮肤摩擦(见:
南鱼启发工程)允许它不费力地在松散沙丘下
说明自然摩擦设计的其他例子
· 中心
诺内克塔格劳卡昆虫表面覆盖高密度毛发 允许它保持水下空气层使昆虫通过减少表面拖动快速流水
雨后,投影机树叶变成几乎无摩擦的表面香味优雅 食肉动物吸引蚂蚁 蜘蛛 甚至小青蛙逐片滑入末日
所有鱼类都覆盖粘膜减少拖动研究者发现粘液分解可减少50%至60%
Snails进化出用粘合式粘合式(粘贴墙)和润滑式(移动式)
鲨鱼皮覆盖小尺度(0.2-0.5毫米)并有极优纵向脊,还减少流动阻塞(rag是液界面摩擦的具体实例)。
趣味摩擦特征也在非生物世界形成控制摩擦不是进化的一部分 但这些系统仍然从技术角度 具有潜在趣味性
突出例子之一是冰摩擦,它臭名昭著地低,你很清楚,如果你滑倒并滑倒在冰面上冰摩擦基础研究对接触冰物有实用应用方法,如天空、滑板或轮胎等
为何滑动滑动科学家达一个多世纪之久,直到研究者显示冰的滑动性是由于最上层水分子容易滚动冰面的结果(见:
物理化学通讯杂志,
分子透视冰滑动)
科学家们相信,虽然冰面液水能减少冰上滑动摩擦,但流水不是通过压力熔化的,而是滑动时生成摩擦热融化的。有趣的是,随着温度下降,冰面从典型冬季运动温度极滑面变换为负7摄氏度时高摩擦