Johns Hopkins-Forscher nutzen Expanse-Supercomputer, um Reibungsursachen zu erforschen

7. Juni 2023

7. Juni 2023 – Leonardo Da Vinci – ein Künstler, Wissenschaftler und Erfinder, der von vielen für seine berühmten Werke wie die Mona Lisa und die Erschaffung Adams anerkannt wird – leistete mehrere Beiträge zur menschlichen Gesellschaft, darunter Skizzenentwürfe für das Kugellager (ein rollendes Kugellager). Gerät, das verwendet wird, um Platz zwischen beweglichen Teilen zu schaffen). Seine Konzeption des Geräts war eine Möglichkeit, die Reibung einer rotierenden Achse in seinem Entwurf für einen Hubschrauber zu verringern – eine weitere Schöpfung des Renaissance-Menschen.

Jetzt, mehrere hundert Jahre später, rätseln Forscher, die mehr über Reibung wissen, immer noch darüber, wie und warum sie zwischen scheinbar glatten Oberflächen existiert.

Um diese Frage zu beantworten, nutzte ein Team von Ingenieurwissenschaftlern der Johns Hopkins University den Expanse-Supercomputer im San Diego Supercomputer Center der UC San Diego, um Simulationen zur Modellierung der Reibung zwischen zwei rauen, mit Fettsäuren beschichteten Oberflächen zu erstellen. Die Simulationen von Expanse zeigten, dass die Verbindungen zwischen den Spitzen der ursprünglichen rauen Oberflächen die sogenannte „Reibungsalterung“ kontrollierten – die Zunahme der Reibung, wenn zwei in Kontakt stehende Oberflächen in Ruhe sind.

Die Spitzenforschung der Wissenschaftler kombinierte Reibungsexperimente, molekulare Simulationen und ein mehrskaliges theoretisches Modell, um die molekularen Mechanismen zu untersuchen, die der strukturellen Reibungsalterung und ihrer vorübergehenden Reibungsreaktion auf makroskopischer Ebene zugrunde liegen.

Ihre Studie wurde in einem Artikel mit dem Titel „From Molecular to Multiasperity Contacts: How Roughness Bridges the Friction Scale Gap in American Chemical Society Nano“ veröffentlicht.

„Als wir diese Situation auf nanoskaliger Ebene simulierten, waren wir sehr überrascht, dass die ursprüngliche nanoskalige Rauheit der Oberfläche einen Unterschied machte – nicht nur die Fettsäuren. Denken Sie an eine Bratpfanne – es ist eine scheinbar glatte Oberfläche, weil sie eine Beschichtung hat.“ um es auf diese Weise zu machen, aber auf der Nanoebene ist diese Pfanne rau, da es nicht möglich ist, die Oberfläche vollständig glatt zu machen“, erklärte Lucas Frerot, ein Wissenschaftler des Johns Hopkins-Teams.

Mehr zu dieser Geschichte können Sie hier lesen (veröffentlicht am 29. März 2023): Expanse Supercomputer hilft Forschern zu verstehen, was Reibung zwischen glatten Oberflächen verursacht.

Quelle: ACCESS