Дослідники з Університету Констанца виявили новий тип тертя, яке виникає без фізичного контакту. Це відкриття ставить під сумнів 300-річну теорію Амонтонса, яка стверджує, що тертя прямо пропорційне силі, що притискає поверхні одна до одної.
Що таке безконтактне тертя?
Безконтактне тертя виникає внаслідок колективної поведінки магнітних елементів. Коли два магнітних шари рухаються відносно один одного, магніти у верхньому шарі можуть змінювати своє положення, що призводить до енерговитрат і виникнення тертя без фізичного контакту.
Цей феномен демонструє, що тертя не завжди зростає зі збільшенням навантаження, як це передбачає закон Амонтонса. Дослідження показали, що тертя може досягати піку, коли магнітне впорядкування в системі стає ускладненим.
Експеримент з магнітами
В експерименті дослідники використовували двовимірний масив магнітних елементів, які вільно оберталися над іншим магнітним шаром. Незважаючи на те, що шари не торкаються, їх магнітна взаємодія створює вимірюване тертя.
Змінюючи відстань між шарами, команда могла контролювати ефективне навантаження та спостерігати, як змінюється магнітна структура під час руху.
Висновки та майбутні застосування
Результати показали, що тертя найнижче, коли шари дуже близько або далеко один від одного, але різко зростає на середніх відстанях. Це пов’язано з конфліктуючими магнітними вподобаннями, які призводять до нестабільного стану.
Ці відкриття можуть мати широке застосування в технологіях, де тертя можна регулювати без фізичного зносу. Це може призвести до нових технологій, таких як метаматеріали з регульованим тертям та адаптивні системи демпфування.
Дослідження відкриває нові можливості для вивчення магнетизму через вимірювання тертя, з’єднуючи галузі трибології та магнетизму.
