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プラチナ表面上のグラフェンはクーロンの法則に逆らいます

01.02.2023

バーゼルとテルアビブの研究者は、プラチナ表面の特定のグラフェン構造の速度に応じて摩擦が変化することを発見しました。これは、摩擦は大宇宙の速度とは無関係であると述べているクーロンの法則に違反しています。

個々の原子層から作られた材料は、その低摩擦特性で高く評価されており、ハードドライブや衛星や宇宙望遠鏡の可動部品の摩擦を減らすのに役立ちます。ハニカムのように配置された炭素原子の単層で構成されるグラフェンはその代表的な例であり、潤滑層としての可能性がテストされています。以前の研究では、グラフェンテープがほとんど摩擦なしで金の表面を滑ることができることが示されています。

グラフェンがプラチナ表面に適用される場合、これは測定された摩擦力に大きな影響を与えます。バーゼル大学とテルアビブ大学の物理学者は、この場合、摩擦は原子間力顕微鏡の先端が表面を横切って移動する速度に依存することを突き止めました。大宇宙で適用されるクーロンの法則によれば、摩擦は速度に依存しないため、この結論は驚くべきものでした。

プラチナ基板と組み合わせると、グラフェンはもはや炭素原子の六角形ハニカム構造を形成するだけでなく、モアレ超格子として知られる超構造を形成します。その場合、表面はもはや完全に平らではなく、ある程度の粗さがあります。

「このわずかに波形の表面上でAFMチップを低速で動かすと、弱くてほぼ一定の摩擦力が測定されます」と、スイスナノ科学研究所およびバーゼル大学物理学科のErnst Mayer教授は説明しています。「しかし、特定のしきい値を超えると、AFM チップの速度で摩擦が増加します」と筆頭著者の Yiming Song 博士は付け加えます。「モアレの蓄積が大きいほど、摩擦が速度に依存するしきい値が低くなります。」

研究者は、モアレ上部構造の隆起部で、先端が動くにつれてより多くの抵抗があることを発見しました。これらの尾根は、圧力が十分に高いときに再び弛緩する前に、押す先端によって弾性変形を経験します。この効果により、チップ速度とともに増加する大きな摩擦力が生じます。シミュレーションと解析モデルは、この国際的な研究者チームによって得られた実験結果を裏付けています。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

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ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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人間の骨をモデルにした超鋼 14.03.2017

九州大学（日本）、マックス・プランク研究所（ドイツ）、マサチューセッツ工科大学の国際科学者チームが超鋼を開発しました。彼らはサンプルとして人間の骨を取りました - それは階層的に組織化された構造のために軽くて強く、割れにくいです。その結果、新素材は金属疲労として知られる現象をより長く経験しません。開発者は、ジャーナル Science の記事で結果を発表しました。

人間の骨は複雑な構造をしています。ナノスケールでは、小さなコラーゲン繊維がラミネートのように大まかに構成されています。さまざまな方向に向けられたさまざまな繊維層を備えています。ミクロレベルでは、骨は格子構造と特別に配置された空隙を持っているため、骨は同時に軽くて丈夫になります。

新しい超鋼は、ナノスケールで同様の構造を持っています。既存のクラックの伝播をクラックが発生した層に制限するのに役立つ層に加えて、強度の異なるさまざまな合金が材料に使用されています。この装置のおかげで、生じた亀裂はそれぞれ独自の方法で広がり、その成長を防ぐのに役立ちます. さらに、一部の領域は他の領域よりも柔軟であるため、繰り返される負荷のエネルギーが吸収され、結果として生じたマイクロクラックを閉じることができます.

これらすべてにより、新しい鋼は金属疲労に対する耐性がはるかに高くなり、橋や宇宙船などの多くの構造物を作成するために使用できるようになり、予期せぬ破壊が起こりにくくなります。

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