Investigadores criaram um método para gerir a fricção eletrónica em dispositivos, podendo levar a tecnologias mais eficientes. Usando materiais específicos e aplicando pressão ou voltagem, podem reduzir ou eliminar esta perda de energia oculta. O avanço foca nas interações de eletrões em superfícies lisas.
A fricção tipicamente impede o movimento e desperdiça energia em máquinas, mas mesmo superfícies perfeitamente lisas podem experienciar uma forma mais subtil conhecida como fricção eletrónica, causada por interações entre eletrões. Zhiping Xu na Universidade de Tsinghua na China e a sua equipa criaram um dispositivo para abordar este problema, consistindo em grafite estratificado com um semicondutor feito de dissulfeto de molibdénio ou nitreto de boro. Estes materiais minimizam a fricção mecânica, permitindo isolar o componente eletrónico. A equipa confirmou a fricção eletrónica examinando a perda de energia ligada aos estados de eletrões no semicondutor durante o deslizamento. Descobriram que aplicar pressão faz com que os eletrões entre camadas partilhem estados, parando completamente a fricção. Da mesma forma, introduzir uma voltagem de polarização regula a agitação do 'mar' de eletrões, desligando efetivamente o efeito. Para ajustes mais finos, variar a voltagem em diferentes secções do dispositivo atua como um dial, enfraquecendo a fricção sem a eliminar completamente. Xu explica: «Mesmo quando as superfícies deslizam perfeitamente, o movimento mecânico ainda pode agitar o 'mar' de eletrões dentro dos materiais.» Jacqueline Krim na North Carolina State University nota que as primeiras observações de fricção eletrónica surgiram em 1998 usando supercondutores a baixas temperaturas. Ela envisage aplicações práticas, como controlo de fricção em tempo real via campos externos, semelhante a ajustar solas de sapatos com uma app de smartphone para superfícies variadas como gelo a alcatifa. «O objetivo é este controlo remoto em tempo real sem tempo de paragem ou desperdício de material», diz Krim. Xu reconhece desafios em modelar todos os tipos de fricção matematicamente, mas destaca a promessa do método onde a fricção eletrónica domina o desperdício de energia ou desgaste em dispositivos.
