Forskare har skapat en metod för att hantera elektronisk friktion i enheter, vilket potentiellt leder till mer effektiv teknik. Genom att använda specifika material och applicera tryck eller spänning kan de minska eller eliminera denna dolda energiförlust. Genombrottet fokuserar på elektroninteraktioner i släta ytor.
Friktion hindrar vanligtvis rörelse och slösar energi i maskiner, men även perfekt släta ytor kan uppleva en subtilare form känd som elektronisk friktion, orsakad av interaktioner mellan elektroner. Zhiping Xu vid Tsinghua University i Kina och hans team har konstruerat en enhet för att hantera detta problem, bestående av grafit skiktat med ett halvledare tillverkat av molybdendisulfid eller bornitrid. Dessa material minimerar mekanisk friktion, vilket möjliggör isolering av den elektroniska komponenten. Teamet bekräftade elektronisk friktion genom att undersöka energiförlust kopplad till elektronstater i halvledaren under glidning. De fann att applicerat tryck får elektroner mellan lager att dela stater, vilket helt stoppar friktionen. Likaså reglerar en bias-spänning upphetsningen i elektronernas 'hav', och stänger effektivt av effekten. För finare justeringar fungerar varierande spänning över olika enhetssektioner som en ratt, och försvagar friktionen utan fullständig eliminering. Xu förklarar: «Även när ytor glider perfekt kan mekanisk rörelse fortfarande röra upp 'havet' av elektroner inne i materialen.» Jacqueline Krim vid North Carolina State University noterar att tidiga observationer av elektronisk friktion dök upp 1998 med supraledare vid låga temperaturer. Hon ser praktiska tillämpningar, som realtids-kontroll av friktion via externa fält, liknande att justera skosulor med en smartphone-app för varierande ytor från is till matta. «Målet är denna realtids-fjärrkontroll utan driftstopp eller materialspill», säger Krim. Xu erkänner utmaningar i att modellera alla friktionstyper matematiskt men framhåller metodens löfte där elektronisk friktion dominerar energislöseri eller slitage i enheter.
