مرجع
آخر الزيارات

تزليقية فائقة

460 كلمة•0 مشاهدة•🗒️ منذ 14 ساعة
باختصار: التزليقية الفائقة نظام حركة نسبية ينعدم به الاحتكاك أو يكاد ينعدم. في هذه المقالة قسمان: «التطبيقات» و«النطاق الواسع».
المحتويات
  1. التطبيقات
  2. النطاق الواسع
تزليقية فائقة

على سبيل التعريف، التزليقية الفائقة نظام حركة نسبية ينعدم به الاحتكاك أو يكاد ينعدم. ويظل المصطلح مبهمًا؛ لأن تعريف مستوى انعدام الاحتكاك مبهم. يمكن القول مؤقتًا بتبني معامل احتكاك حركي أقل من 0.01 تعريفًا للمصطلح، وإن كان التعريف يستدعي مزيدًا من النقاش والإيضاح. وتعرض الأقسام التالية جوانب أخرى من الموضوع.

تشمل الآليات الأخرى للتزليقية الفائقة ما يلي:

في هذا الإطار، حُقِّقَ هذا التأثير الذي قد يقال له التزليقية الهيكلية ، بين سطحين من الغرافيت عام 2004. تتموضع الذرات في الجرافيت وفق نمط سداسي لتشكل تضاريس ذرية من القمم والقيعان أشبه بصينية بيض. إن انطبق سطحا الجرافيت تمامًا (كل 60 درجة) ارتفعت قوة الاحتكاك، أما إن أدير السطحان ليخرجان عن حالة التطابق انخفض الاحتكاك كثيرًا. هذا أشبه بصينيتي بيض تنزلقان فوق بعضهما بسهولة أكبر إن أزيحت إحداهما بالنسبة للأخرى.

في هذا الإطار، التنافر الديناميكي الحراري الذي تنتجه طبقة من الجزيئات الكبيرة الحرة أو المُشَوَّبة بين الأجسام لتنخفض إنتروبيا الطبقة الوسطى عند مسافات قصيرة إثر حصر أشد.

  • التنافر الكهربائي الذي ينتجه جهد كهربائي خارجي.
  • التنافر الذي تنتجه طبقة ثنائية كهربائية.
  • التنافر الذي تنتجه تقلبات حرارية.

وفي هذا السياق، قد تحدث التزليقية الفائقة عند انزلاق سطحين بلوريين فوق بعضهما في تماس جاف غير متطابق، وقد وُصِف هذا لأول مرة في أوائل الثمانينيات لـلنماذج فرينكل-كونتوروفا معروفًا باسم انتقال أوبري . اعتُنِي بدراسة هذا الانتقال نموذجًا رياضيًّا، وفي المحاكَيَات الذرية، وفي مجموعة من النظم التجريبية.

من جانب آخر، قد تحقق حالة من الاحتكاك فائق الانخفاض بانزلاق رأس حاد فوق سطح مستوٍ مع انخفاض الحمل المُطبّق دون عتبة معينة تعتمد على التفاعل بين الرأس والسطح وجساءة المواد الملامسة، كما هو موضح في . قد تزاد هذه العتبة زيادة بينة بإثارة نظام الانزلاق عند تردد رنينه لتحقيق طريقة عملية للحد من التآكل في الأنظمة الكهروميكانيكية الصغرية.

كذلك، وجدت التزليقية الفائقة في هياكل غرافيتية صغرية عام 2012، بقص هُضيبة غرافيتية مربعة الشكل يبلغ عرضها بضعة ميكرومترات وملاحظة ارتداد الطبقة المقصوصة ذاتيًّا، ووُصِفت هذه التأثيرات نظريًّا لنموذج يجمع بين الغرافين وطبقات النيكل. أدت هذه الملاحظة -التي قد تتكرر في ظروف عادية- إلى تحول الاهتمام بالتزليقية الفائقة من موضوع نظري لا يتحقق إلا في ظل ظروف مثالية، إلى مجال ذي تطبيقات عملية في النبائط الصغرية والنانوميكانيكية.

وفي السياق ذاته، لوحظت التزليقية الفائقة كذلك بين رأس من ذهب وركيزة من التفلون بسبب قوى فان دير فالس التنافرية، وكذلك بسبب طبقة مرتبطة هيدروجينيًّا يكونها الغلسرين على أسطح الفولاذ. ثبت كذلك أن تكوين طبقة مرتبطة هيدروجينيًّا يحدث تزليقية فائقة بين أسطح زجاج المرو المزلقة بسائل حيوي مستخلص من هلام نبتة (Brasenia schreberi).>

التطبيقات

وفي هذا السياق، معروف أن الاحتكاك مستهلك للطاقة؛ فقد وُجد مثلًا في دراسة تفصيلية أنه قد يحدث ثلث خسائر الطاقة في محركات السيارات الجديدة، وتستطيع الأطلية ذوات التزليقية الفائقة تخفيض هذا الهدر. تشمل تطبيقات محتملة أخرى الأقراص الصلبة الحاسوبية وتروس عنفات الرياح والأختام الدوارة الميكانيكية للأنظمة الكهرميكانيكية الصغرية والنانوية.

النطاق الواسع

إضافةً إلى ذلك، وصل الباحثون إلى أدلة تثبت وجود التزليقية الفائقة على المستوى الصغري مدعومة بدراسات أجريت بالمحاكاة الحاسوبية: حاكى الحاسوب الفائق ميرا (Mira) ما يبلغ 1.2 مليون ذَرَّة في بيئات جافة، وما يبلغ 10 ملايين ذرة في بيئات رطبة.

ما رأيك في هذه المقالة؟

📝 هل في هذه المقالة خطأ؟

إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.