Químicos y físicos de la Universidad de Amsterdam arrojan luz sobre un aspecto crucial de la fricción:cómo las cosas comienzan a deslizarse. Usando microscopía de fluorescencia y moléculas fluorescentes dedicadas, pueden señalar cómo y cuándo se supera la fricción en el contacto entre dos objetos y comienza a ocurrir el deslizamiento. Informan sobre los detalles de esta importante transición de la fricción estática a la dinámica en The Journal of Physical Chemistry Letters .

La fricción es responsable de aproximadamente el 25% del consumo mundial de energía. Una de las preguntas clave para la estabilidad de muchos sistemas es cómo y cuándo los objetos comienzan a deslizarse entre sí:piense en los terremotos o en su pie en el suelo. Cuando dos objetos se tocan, el área de contacto está formada por muchas protuberancias microscópicas de las dos interfaces que se tocan y se entrelazan. La aplicación de una fuerza cortante hace que los objetos se deslicen entre sí, rompiendo estos contactos iniciales.

Arrastrar una esfera sobre una superficie de vidrio

En la Universidad de Amsterdam, los grupos del Prof. Daniel Bonn (Instituto de Física) y el Prof. Fred Brouwer (Instituto de Ciencias Moleculares Van 't Hoff) tienen una cooperación continua para investigar el proceso de fricción hasta el nivel microscópico de rugosidad. . En el artículo recién publicado en The Journal of Physical Chemistry Letters informan sobre experimentos en los que se arrastra una esfera sobre una superficie de vidrio.

La superficie de vidrio ha sido decorada con un tipo especial de moléculas (mecanóforos fluorogénicos) que comienzan a emitir luz (fluorescencia) cuando están bajo el estrés de la fuerza de corte. En el momento en que desaparece esta fuerza, las moléculas vuelven a su forma estable, no fluorescente.

Esto permite a los científicos visualizar y cuantificar directamente la fuerza de corte microscópica hasta el nivel de rugosidad microscópica y establecer cómo evoluciona durante la transición del estado estático al estado en movimiento. Los investigadores encuentran, entre otras cosas, que justo antes de que ocurra el deslizamiento, una onda de deslizamiento se propaga desde el borde hacia el centro del área de contacto macroscópica. Esto permite una comprensión local cuantitativa y microscópica de cómo las superficies comienzan a deslizarse.