Sürtünme, gündelik hayatta basit görünen ama atomik düzeyde hâlâ gizemini koruyan bir fiziksel olgu. Çin’in Lanzhou Kimyasal Fizik Enstitüsü’nden Profesör Zhang Junyan ve Doçent Gong Zhenbin liderliğindeki bir araştırma ekibi, grafen katmanlarıyla yaptıkları çalışmada bu karmaşık sürece dair çığır açan veriler elde etti.
GRAFEN ÜZERİNDE DENEYSEL İLERLEME
Ekip, kontrollü eğrilik ve katman sayılarına sahip katlanmış grafen kenarları üreterek, nanometre ölçeğinde sürtünme ölçümleri gerçekleştirdi. Bulgular, klasik sürtünme yasalarının aksine, katman sayısındaki artışın sürtünmede doğrusal bir değişim yaratmadığını; hatta bazı durumlarda sürtünmenin azaldığını ortaya koydu.
KUANTUMUN İZİ BULUNDU
Araştırmacılar, bu değişimin ardında kuantum sürtünmenin olabileceğini belirtti. 2022’de yapılan bir başka çalışmada, suyun dar karbon nanotüplerden daha hızlı aktığı tespit edilmişti. O çalışmadan ilham alan bilim insanları, elektronların grafen içinde farklı enerji seviyelerine zorlanarak daha az ısı kaybına neden olduğunu gözlemledi.
ENERJİ KAYBINA YENİ MODEL
Araştırmada kullanılan yöntem, grafen katmanlarında iç gerilim oluşturarak elektronları sabit enerji seviyelerine, yani sözde-Landau seviyelerine yönlendiriyor. Bu durum, arayüzdeki enerji kaybını azaltıyor ve sürtünmeyi düşürüyor. Araştırmacılar, bu deneyin kuantum sürtünmenin doğrudan gözlemlendiği ilk örnek olduğunu ifade ediyor.
GELECEK UYGULAMALARA IŞIK TUTUYOR
Çalışma, nano elektronikler ve kuantum hesaplama sistemleri gibi alanlarda enerji kaybının en aza indirileceği yeni nesil teknolojilere olanak sağlayabilir. Ekip, bu kuantum sürtünme etkilerini farklı malzemelerde ve daha pratik sıcaklık koşullarında test etmeyi planlıyor.
BİLİMİN SINIRINDA BİR KEŞİF
Uzmanlar, enerjinin atomik düzeyde nasıl dağıldığını anlamanın teknoloji dünyası için dev bir adım olduğunu belirtiyor. Elde edilen veriler, sürtünmenin yalnızca mekanik değil aynı zamanda kuantum düzeyinde de kontrol edilebileceğini gösteriyor.
Bu keşif, gelecekte daha verimli cihazların ve daha hassas nano sistemlerin geliştirilmesine temel oluşturabilir.
