مکانیسم پشت پوشش در مقیاس اتمی

[parisa]

تماس یا پوشش جزئی از زندگی انسان‌هاست. وقتی دو سطح باهم اصطکاک دارند، شکل اصلی‌شان شکسته شده و دفرمه می‌شود. اثرات پوشش اجسام نانو، با ماده کمتر، و عملکردی که اغلب به شکل و ساختاری سطحی‌شان بستگی دارد، آن‌ها را مقاوم‌تر از نمونه‌های مقیاس میکرو می‌کند. مکانیسم پوشش‌ برای خودروها خیلی بهتر از فناوری نانو شناخته شده است. ولی حالا پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا به صورت تجربی یکی از مکانیسم‌های پوشش یا لایه نشانی را در مقیاس کوچک به نمایش گذاشتند. انتقال ماده اتم به اتم از یک سطح به سطح دیگر.تِویس ژاکوب دانشجوی دکترا در دانشکده علوم مواد و رابرت کارپیک از دانشکده مکانیک روی این پروژه کار کردند. مقاله ایشان در مجله نیچر نانوفناوری چاپ شد. در مقیاس نانو، پوشش از دو فرایند شناخته شده است. شکست که قطعات بزرگ سطحی در یک لحظه به چند تکه تقسیم می‌شوند. درست مثل اینکه مدادی را وسط یک خط فرود بیاورید و جمله ای را بهم بریزید! روش دیگر دگردیسی پلاستیکی است و وقتی اتفاق می‌افتد که سطح تغییر شکل داده یا بدون شکستن فشرده می‌شود، درست مثل وقتی که لبه چاقو کُند باشد و نبُرد ولی روی سطح بنا به میزان فشار وارده تغییر شکل ایجا کند.این دو مکانیسم هزاران و حتی میلیون‌ها اتم را درگیر می‌کند. در ابعاد نانو فرایند مذبور تدریجی‌تر است. روشن کردن آنچه در پس این فرایندهاست کلید شناخت و کاربرد آن‌هاست. ژاکوبس می‌گوید:«در ابعاد نانو، پوشش مسئله بسیار مهمی است. نانوفناوری به مکانیسم‌های بیشتری در ابعاد کوچک‌تر و کوچک‌تر تقسیم می‌شود. تماس سطحی خیلی سریع اتفاق می‌افتد؛ گاهی کشف صدها چرخه لازم است. ما می‌توانیم کُل فرایند را بهصورت زنده ببینم. یعنی تماس و آنچه اتفاق می‌افتد. سپس از میکروسکوپ گذار الکترونی (TEM) تصاویر برداری می‌شود. تغییرات در حجم را اندازه می‌گیریم که یک هزارم کوچک‌تر از آنچیزی است که در روشهای دیگر دیدیم. در روش نانومقیاس تا ۲۵ نامترمربع یا جدود ۱۲۵۰ اتم پیش رفتیم.»