Jak mazat nanosoučástky? Olejem to nepůjde

Materiály, jejichž vlastnosti v makroskopickém měřítku dobře známe, se na úrovni jednotlivých atomů často chovají úplně jinak. Se zmenšujícím se počet vrstev atomů prudce roste tření, kterému nelze zabránit metodami známými z makrosvěta.

Promazat nanosoučástky olejem nebo jiným materiálem snižujícím tření není možné, protože (zjednodušeně řečeno) molekuly těchto látek jsou příliš velké a mezi pohyblivé součástky z jednotlivých atomů by se nevešly.

ČTĚTE TAKÉ: Přejmenuje se Silicon Valley na Carbon Valley?

Tým vědců ze Spojených států, Nizozemska a Švýcarska studoval tření u materiálů tvořených jednou nebo jen několika vrstvami atomů. Křemíkovým hrotem přejížděli přes čtyři materiály, které se lišily svými chemickými i elektrickými vlastnostmi.

Ve všech případech se ukázal jednotný trend: Čím bylo vrstev atomů méně, tím se tření zvyšovalo. Tenký materiál je totiž snadno deformovatelný a pod tlakem hrotu se různě vrásní, což tření dále zvyšuje. Je to podobné, jako když člověk přejíždí prstem po volně položeném ubruse - před prstem se začne látka vrásnit a klade čím dál větší odpor.

ČTĚTE TAKÉ: Po lidském vlasu může jet 50 tisíc nanoaut najednou

V nanoměřítku hrají významnou roli různé druhy vazeb mezi atomy, které jsou sice slabší než klasická chemická vazba, ale hladkost pohybu výrazně snižují.

Vědci ve svém experimentu, jehož výsledky zveřejnili v časopise Science, dokázali tření snížit, pokud tenký materiál umístili na pevnou slídovou podložku, k níž se vrstvička atomů pevně přichytila. Takový postup však nelze použít vždy. Výroba nanostrojů s pohyblivými součástkami se tak může v budoucnu potýkat s nepříjemným problémem.

ČTĚTE TAKÉ: Jak spatřit nejtenčí materiál světa?

Foto: University of Pennsylvania/Science