Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 54
«кривая нагрузки будет совпадать с кривой нагрузки»
>Есть идеи?
Если сделать пленку покрытую большим количество нанохолмиков-ворсинок она не станет липкой как лапы насекомых, что можно в куче отраслей использовать?
Если сделать пленку покрытую большим количество нанохолмиков-ворсинок она не станет липкой как лапы насекомых, что можно в куче отраслей использовать?
Типичное поведение неньютоновской жидкости. По сути ее Вы и получили.
Классно. Давно такого годного научпопа не читал. Спасибо!
Если не секрет, где трудитесь?
Если не секрет, где трудитесь?
На здоровье!
Работаю здесь: Южная Корея, Сеул, университет Yonsei, научно-исследовательский центр нано-трибологии. Альма-матер — Харьковский политехнический, физтех.
Работаю здесь: Южная Корея, Сеул, университет Yonsei, научно-исследовательский центр нано-трибологии. Альма-матер — Харьковский политехнический, физтех.
Похоже что скоро на научных сайтах будут статьи с заголовками в стиле «корейские ученые обнаружили…» :)
Ну тогда уже «украинские ученые». Корейцы просто рядом стоят, внимают.
Стоят, внимают, — и финансируют, блин, ваши исследования.
Удивительно видеть такое двоемыслие у учёного, оно более типично для журналистов.
С одной стороны: «Выпускники уезжают за границупредатели, кто же будет поднимать отечественную науку?»
С другой: «Открытие (графена) принадлежит русским учёным» (ну и что, что у них голландское и британское гражданство, и они более уже много лет работали в Европе)
Удивительно видеть такое двоемыслие у учёного, оно более типично для журналистов.
С одной стороны: «Выпускники уезжают за границу
С другой: «Открытие (графена) принадлежит русским учёным» (ну и что, что у них голландское и британское гражданство, и они более уже много лет работали в Европе)
Финансируют, финансируют (и это указано в статье). А еще они мне зарплату платят, за то, что я их студентов учу. Только это не делает меня автором в меньшей степени, а корейцем — в большей.
Покрытия, кстати, в Харькове делаются.
Покрытия, кстати, в Харькове делаются.
Вас это не делает менее автором или более корейцем (несмотря на ник :) — однако это делает более корейским само исследование, поскольку «This work was supported by the National Research Foundation of Korea (NRF) grant funded by the Korea government (MSIP)» — это далеко не «просто рядом стоят».
Впрочем, коль скоро пара авторов работает в Харькове — претензия снимается.
Впрочем, коль скоро пара авторов работает в Харькове — претензия снимается.
>Ну тогда уже «украинские ученые». Корейцы просто рядом стоят, внимают.
Хороший у вас ник.
Хороший у вас ник.
Интересный пост. Но вот вопрос — вы первыми открыли подобное свойство или оно уже было открыто кем-то другим, вы просто случайно на него наткнулись? Его описание не такое сложное, чтобы нельзя было это предсказать теоретически. Это просто я связываю с началом статьи. И еще — появляющиеся холмики в плане уменьшения трения разве не сыграют негативную роль?
1) Самолечение покрытий как таковое известно давно, но обчно оно достигается другими методами. Грубо говоря, в матрицу добавляют ампулы полимером, при повреждении эти ампулы разрушаются, полимер вытекает и заполняет трещину/царапину. Но вот в таком виде как у нас, на молекулярном уровне — я ничего не нашел. Наверное, и предсказать можно было бы, но по тем или иным причинам никто этого не делал.
2) Холмики — это лишь результат тестирования твердости. Планируется, что пятно контакта все-таки будет гладким. Трибологические свойства этих пленок в данный момент только тестируются, и пока трудно сказать, как все эти эффекты на них повлияют.
Вообще говоря, создание «узора» на поверхности — это один из способов уменьшения трения. Трение в этом случае может уменьшается за счет а) меньшего пятна контакта (уменьшения адгезии) и б) удалению частиц (обломков) из пятна контакта. В зависимости от свойств конкретной пары трения, лучший результат может давать как абсолютная гладкая, так и рельефная поверхность.
2) Холмики — это лишь результат тестирования твердости. Планируется, что пятно контакта все-таки будет гладким. Трибологические свойства этих пленок в данный момент только тестируются, и пока трудно сказать, как все эти эффекты на них повлияют.
Вообще говоря, создание «узора» на поверхности — это один из способов уменьшения трения. Трение в этом случае может уменьшается за счет а) меньшего пятна контакта (уменьшения адгезии) и б) удалению частиц (обломков) из пятна контакта. В зависимости от свойств конкретной пары трения, лучший результат может давать как абсолютная гладкая, так и рельефная поверхность.
Вы исследовали что происходит в объёме плёнки при выпячивании холма? Она разбухает равномерно, без образования пустот?
Это не так-то просто проверить, с учетом их размера. Вполне возможно, что некоторые пустоты формируются, пленки чистого фуллерена весьма пористые сами по себе. Мы анализировали состав холма Раманом (это есть в статье), он показывает, что концентрация фуллерена в самом холме выше, чем в окружающем материале, но вот оценить плотность этим методом нельзя.
Попробуйте посветить электронным пучком или рентгеном, меняя глубину выхода можно посканировать что там внутри. А ещё интересно какой будет форма кривых нагрузки/разгрузки если тыкнуть в то же место ещё раз.
Ткнуть в тоже место индентором точно не получится — разрешения приводов не хватит, что бы точно в тоже место попасть. Но в планах есть индентирование с помощью AFM. Это точно сработает.
Насчет рентгена или электронного пучка — думаю, ничего не выйдет. У рентгена пятно большое по плоскости, у электронов — глубина выхода слишком большая.
Насчет рентгена или электронного пучка — думаю, ничего не выйдет. У рентгена пятно большое по плоскости, у электронов — глубина выхода слишком большая.
Есть идеи?
1. Написать "
2. Сделать слоеный пирог из тонких поверхностей с вашими покрытиями, нагружать и смотреть что получится — сварка? упрочнение? разбухание?
3. Проверить, что будет с пленкой в случае медленного и быстрого изгибания подложки — не получится ли сделать «самофиксирующиеся» детали для микромашин.
1) Внес в план :)
2) В принципе, оборудование позволяет варьировать структуру по мере роста, т.е. в принципе реализовать можно. Идея хорошая.
3) Для нанесения на полимерные пленки нужно понизить температуру. Изначально у нас было 200 градусов, что для пластиков многовато. Несколько дней назад изготовили пленки при 100 градусах, но пока нельзя сказать, будет ли там такой же эффект, тестируем.
2) В принципе, оборудование позволяет варьировать структуру по мере роста, т.е. в принципе реализовать можно. Идея хорошая.
3) Для нанесения на полимерные пленки нужно понизить температуру. Изначально у нас было 200 градусов, что для пластиков многовато. Несколько дней назад изготовили пленки при 100 градусах, но пока нельзя сказать, будет ли там такой же эффект, тестируем.
Есть идеи?
Возможно где-то понадобятся микроремни безопасности — в случае медленного вытягивания они поддаются и не мешают, при резком натяжении (ударе) — останавливают.
Очевидная идея. Раз покрытие такое твёрдое, но есть возможность делать выпуклости, то, по идее, можно реализовать шлифовальные поверхности, для элементов, где обычные абразивы слишком велики.
Упрочняющие антифрикционные покрытия для нано-механики:
- решаемая проблема:
при старте механических передач возникают перегрузки, поэтому детали делают с запасом прочности, что ухудшает их характеристики (увеличивается инерция и размеры) - как решается:
- сама шестерня делается из очень жесткого материала, чтобы выдерживать серьезные статические нагрузки, но не достаточно гибкая для резких нагрузок в моменты старта
- покрытие зубьев нано-шестеренки такой пленкой позволяет им не ломаться в момент старта, а немного сжиматься в точках контакта, пока вращающий момент не передастся всей шестеренке
- при этом в процессе работы (когда нет медленных деформационных нагрузок) пленка становится снова очень твердой, что позволяет уменьшать трение и не терять энергию на деформацию
- шестерня меньше по размерам и массе, т.к. изготавливается без дополнительного запаса прочности от перегрузок
Мне это напомнило ковку, упрочнение микротрещинами металла. Как изменится твердость поверхности если всю поверхность предварительно протыкать, поцарапать и померить большим проникновением индентера?
При «протыкании», полимерные комплексы в месте контакта деформируются, и ковалентные связи разрушаются.
Очень спорная фраза. «Тыкание» — физический процесс. Разрушение ковалентной связи — процесс химический. Вряд ли энергетический выход от процесса вдавливания индентора сопоставим с энергией разрыва химической связи.
Не от вдавливания как такого, а от деформации полимерного комплекса. Вообще, ковалентная связь между молекулами фуллерена — это не тоже самое, что ковалентная связь между атомами углерода. Она достаточно слабая, и может быть разрушена пропусканием слабого электрического тока или лазерным облучением (в самой статье есть ссылки). Что бы масштаб «разрушения» был более понятен понятен — это как 2 футбольных мяча, соединенных 4-мя спичками. При развороте одного мяча относительно другого момент будет достаточно большим, что бы сломать спички (разорвать связь).
Понятно, что от деформации. Вы давите на индентор, он давит на пленку, деформируя поверность и «напрягая» межмолекулярные связи между фуллеренами. Здесь я согласен.
Однако, Вы говорите, что
Очень даже возможно, что в результате воздействий нескольких факторов в ваших эксперментах получаются структуры, подобные вторичной структуре белков, которые достаточно легко разрушаются при повышении температуры.
Однако, Вы говорите, что
При совместном использовании ионного и молекулярного пучков, происходит полимеризация молекул фулеренаТо есть получается фуллереновая пленка более высокого порядка (n > 60)? Связь не может стать чуть более ковалентной, но не совсем ковалентной как связи С-С и С=С в фуллерене. любая связь характерихуется энергией связи, длиной.
Очень даже возможно, что в результате воздействий нескольких факторов в ваших эксперментах получаются структуры, подобные вторичной структуре белков, которые достаточно легко разрушаются при повышении температуры.
В литературе (например, здесь www.sciencemag.org/content/259/5097/955.short) описаны как минимум два варианта полимеризации фуллерена.
1) Две параллельные двойные связи С=С в каждой из молекул разрываются, и образуют две одинарные связи между молекулами. Т.е было || ||, а стало #.
При этом несколько молекул могут сцепиться в разных местах.
2) Образуется более сложный многомерный комплекс (C60) (C60) -> C60 =C = C = C58
Какой из вариантов реализуется у нас — сказать трудно, Рамановские спектры не удалось расшифровать однозначно. Сдвиг линий есть, а вот его величина где-то по средине между описанными случаями. Нужно дальше разбираться.
1) Две параллельные двойные связи С=С в каждой из молекул разрываются, и образуют две одинарные связи между молекулами. Т.е было || ||, а стало #.
При этом несколько молекул могут сцепиться в разных местах.
2) Образуется более сложный многомерный комплекс (C60) (C60) -> C60 =C = C = C58
Какой из вариантов реализуется у нас — сказать трудно, Рамановские спектры не удалось расшифровать однозначно. Сдвиг линий есть, а вот его величина где-то по средине между описанными случаями. Нужно дальше разбираться.
Мне представилось покрытие суставных поверхностей для очень человекоподобных роботов. Природный хрящ под нагрузкой отекает и увеличивает свои демпферные свойства, процесс этот, разумеется, вполне управляемый и имеет свои показатели пределов деформации и разрушения (физиологический, анатомический и физический — условные названия, определяющие обратимость изменений структуры).
Масштабы же другие.
Человеческий сустав работает в больших масштабах.
Человеческий сустав работает в больших масштабах.
Ни в коей мере. Молекулярная структура волокон коллагенов разных типов во всей толще хряща организована чрезвычайно хитроумно. Контроль за перераспределением нагрузки осуществляется на уровнях от молекулярного /дегидратация молекул белков и создание заряда на них, тянущего воду обратно/, до органного /изменение положения конечности с целью более равномерного распространения нагрузки в опорных зонах сустава, и организменного /голова думает: «от, нелегкая, занесла...»/
Что творится в промежутках и как используются физикохимические взаимоотношения между всеми участниками соревнований, страшно даже подумать. В качестве ремарки скажу, что пространственное расположение, калибр и порядок волокон в хрящах описывается тензорными числами высокой разрядности.
Что творится в промежутках и как используются физикохимические взаимоотношения между всеми участниками соревнований, страшно даже подумать. В качестве ремарки скажу, что пространственное расположение, калибр и порядок волокон в хрящах описывается тензорными числами высокой разрядности.
1. Интересно, каким образом достигается равномерность протыкания во времени.
2. В процессе чтения статьи на ум пришло протыкание теста пальцами. Не может ли при медленном протыкании образоваться настолько сильное поверхностное натяжение вокруг острия, что материал вытягивается вместе с острием?
2. В процессе чтения статьи на ум пришло протыкание теста пальцами. Не может ли при медленном протыкании образоваться настолько сильное поверхностное натяжение вокруг острия, что материал вытягивается вместе с острием?
1) Конструкцией прибора. Это коммерческий нано-индентор, там учтены все возможные факторы. Дорогущий, собака.
2) Вы немножко путаете. Что бы материал вытягивался вслед за острием, нужно хорошая адгезия (прилипание). Этот фактор исключили на раннем этапе с помощью дополнительных тестов: с помощью атомно-силового микроскопа прецизионно померяли адгезию между пленкой и алмазом (в AFM установили алмазную иглу, только меньшего размера). И сравнили с адгезией между алмазом и кремнием. Оказалось, что для кремния эта величина не на много, но больше. В дополнительных материалах к статье есть подробности (на последней странице) pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/nl500321g
2) Вы немножко путаете. Что бы материал вытягивался вслед за острием, нужно хорошая адгезия (прилипание). Этот фактор исключили на раннем этапе с помощью дополнительных тестов: с помощью атомно-силового микроскопа прецизионно померяли адгезию между пленкой и алмазом (в AFM установили алмазную иглу, только меньшего размера). И сравнили с адгезией между алмазом и кремнием. Оказалось, что для кремния эта величина не на много, но больше. В дополнительных материалах к статье есть подробности (на последней странице) pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/nl500321g
А какова энергия перехода? А то вдруг раз — и крутющщий аккамулятор…
Детальный анализ показал, что в случае «аномального» индентирования, вместо отпечатка образуется холм высотой в несколько десятков нанометровПолучается, из-за необратимого разрушения участка образца вследствие высвобождения внутренних напряжений?
Не совсем. Это не разрушение как таковое, а локальное изменение структуры. Формально — это самозалечивание. Мы дырку проткнули, а она сама затянулась.
Внимание, провокационный вопрос. Не холивара ради, но поинтересуюсь. Готов ли топикстартер включить в соавторы человека, предложившего ему годную идею? Или хотя бы как-то отметить в своих публикациях его заслуги?
Я так понимаю, Вы работаете не на альтруистов, а во вполне коммерческой лаборатории, результаты исследований которой монетизируются.
Я так понимаю, Вы работаете не на альтруистов, а во вполне коммерческой лаборатории, результаты исследований которой монетизируются.
Начну с конца. Поняли вы неправильно. Это типичная фундаментально-прикладная наука, финансируемая государством. Схема финансирования такая — сначала государство объявляет конкурс фундаментально-прикладных исследований. Под этот конкурс группой людей (обычно это действующий профессор, у которого уже есть своя лаборатория) пишется проект (proposal). Туда входит обоснование темы (любой) — главное, что бы было актуально и перспективно. Цель — в нашем случае это минимизация износа «в общем» до определенного значения На вскидку — на 3-4 порядка), аргументы, почему именно этой группе по силам решить эту задачу, и как планируется ее решать, в первом приближении. Затем государственный фонд проводит экспертизу и отбирает 10-15 лучших проектов. При этом конкурс — 20-30 проектов на место. Победителям дают деньги, за которые нужно отчитываться каждые три года. Основной критерий оценки — количество и качество публикаций. Будете хорошо и много публиковаться — получите стандартную зарплату на следующие три года и еще денег на оборудование (много, да). Так что ни о какой монетизации и речь не идет. Ну, может премию дадут, если статья в хорошем журнале выйдет.
Да, помимо этого у нас есть исследовательские работы для промышленности, но там не то, что результаты публиковать и обсуждать, там даже название компаний вслух упоминать нельзя, ибо NDA.
Насчет соавторства — а почему нет? С меня не убудет.
Да, помимо этого у нас есть исследовательские работы для промышленности, но там не то, что результаты публиковать и обсуждать, там даже название компаний вслух упоминать нельзя, ибо NDA.
Насчет соавторства — а почему нет? С меня не убудет.
Может это получится новый метод защиты от абразивного износа? В т.ч. для гибких (тонких) деталей.
А то сейчас защита в осн. за счет массы, даже материалы типа карбида вольфрама — долго не живут.
А то сейчас защита в осн. за счет массы, даже материалы типа карбида вольфрама — долго не живут.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
История одного открытия