Takhle nějak má vypadat magneten ve 2D (nebo skoro 2D) vrstvě. Tmavě červené kuličky znázorňují atomy železa, světle červené kyslíku. Credit: Shwetank Yadav / University of Toronto Engineering

Magneten nabízí extrémně nízké tření

Magneten (magnetene) je dalším přírůstkem do rodiny 2D materiálů. Je tvořen z magnetitu, tedy molekul oxidu železnato-železitého Fe3O4. Ten normálně netvoří na sobě položené vrstvy jako grafit, takže připravit 2D formu není tak jednoduché. Výzkumníci University of Toronto Engineering a Rice University dokázali materiál podélně nařezat pomocí vysokofrekvenčních zvukových vln.
Vědci poté vložili vrstvy do mikroskopu atomárních sil (AFM) a změřili tření, které vzniká při posunu hrotu po listu. Překvapivý závěr zní, že tření je zde stejně malé jako v případě grafenu (poznámka: původní tisková zpráva uvádí, že překvapení je to proto, že samotné tření mezi různě zvlněnými vrstvami magnetitu je mnohem vyšší než u grafitu/grafenu; v grafitu existují mezi vrstvami pouze slabé van der Waalsovy síly). Podle všeho nejlépe vysvětlují nečekané chování magnetenu modely, které zahrnují (poněkud vágně řečeno) kvantové efekty. Záležet bude také na tom, jak (pod jakým úhlem) přesně se vrstva seřízne, čemuž pak bude odpovídat třeba různé rozložení hustoty elektronů.
Výsledky by každopádně mohly najít uplatnění při návrhu nových materiálů se speciálně nízkým třením, např. různých maziv pro malá zařízení včetně implantátů. Může jít třeba o miniaturní pumpy, systémy získávající energii z úderů srdce nebo mikromechanický manipulátor třídící na Petriho misce buňky podle jejich typu. U miniaturních pohyblivých částí je poměr povrchu a objemu/hmotnosti obrovský, takže se zvyšuje pravděpodobnost, že se v systému něco zasekne, a minimalizace tření je klíčová.
Magneten je pro implantáty, nebo obecně pro aplikace v biologii/medicíně výhodný tím, že není nijak toxický. Dále jde o běžný a levný materiál. Vědci zkoumali i další 2D materiály na bázi železa, mj. hematen (2D verze hematinu Fe2O3) a chromiteen (2D verze oxidu železnato-chromitého FeCr2O4), ale u nich žádné nízké tření nezaznamenali.

Peter Serles et al, Friction of magnetene, a non–van der Waals 2D material, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abk2041. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk2041
Zdroj: University of Toronto / Phys.org

Poznámka PH: 2D materiálem se mnohdy nemusí myslet čistě monoatomární/monomolekulární vrstva, ale prostě vrstva krajně tenká, v jednotkách „listů“. Na monoatomární vrstvu by možná ani Fe3O4 nařezat nešlo, to by se materiál musel nějak pěstovat…?

Pes mohl být klíčová obchodní komodita

Psi byli tak cenní, že se s nimi obchodovalo, a to zřejmě i na větší …

One comment

  1. Fe3O4 je molekula ktora sa sklada z viacerych atomov cize monoatom asi tazko kedze to by znamenalo znicit molekulu –
    vrstva

    Pri niektorych materialoch je mozne „naklanat“ krystal zvolenim podkladu ale to je skor vynimka.
    pri epitaxy – epitaxe.

    a bolo by celkom zaujimave ako konkretne by sa takyto monovrstvovy produkt aplikoval na ten motor. jedine ze by to na nom vyrastlo lebo prilepovat to tam nejakymi laserovou pinzetou by asi bolo trochu pracne XD

    tu napr ukazuju ako sa moze vyrobit cievka pomocou dosak namiesto dratu.
    https://www.intechopen.com/chapters/62161 -2017
    alebo
    epstein 2003 – MILLIMETER-SCALE, MEMS GAS TURBINE ENGINES
    resp
    v makro svete https://www.youtube.com/watch?v=oa6sP-joAr8
    cize takto by sa dala vyrast aj cievka/magnet

    ale zase v clanku hovoria ze im sa to nedarilo rast v 2D/horizontalne cize …

    ten rast – cize je vtipne ze vlastne by to mono vrstva nebola lebo ked to na niecom narastie tak uz len z toho to musi byt viacero vrstiev roznych materialov

    a ked sa to teda necha vyrast v nejakom sendvici (chip) ze ako to ovplyvni vsetky tie vlastnosti ktore sa odmeraju na samostatnej monovrstve.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close