Classic models for the study of microscopic friction

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Iglesias, Maria Luján
• Orientador(a): Goncalves, Sebastian
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Atrito; Dinâmica molecular; Modelo de Prandtl-Tomlinson
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/187873

O atrito é um fenômeno extremamente onipresente, a ponto de que a maior parte do tempo não percebemos como isso afeta nossas vidas, desde pequenos detalhes até aspectos fundamentais. Geralmente é considerado um problema relacionado com a perda de energia e desgaste das peças das máquinas, mas sem sua existência não ouviríamos o violino, as unhas seriam inúteis, e a vida não poderia ser possível, pois num regime sem desgaste, o equilíbrio térmico seria inalcançável. As técnicas experimentais atuais capazes de estudar a força de atrito, abriram um novo campo de pesquisa envolvendo escalas de comprimento atômico, chamado de nano-tribologia. Apesar disso, a origem microscópica da força de atrito permanece principalmente não resolvida até hoje. Nesta tese de doutorado, foi estudada a base da origem da força de atrito, primeiro investigando sua dependência com a velocidade através do conhecido modelo de Prandtl-Tomlinson para temperatura igual a zero. A essência da troca de energia, que poderia explicar o surgimento do atrito foi investigada pela dinâmica entre duas partículas. Uma ligada a uma mola e a outra lançada em sua direção com certa velocidade, sendo a interação entre elas do tipo gaussiano (curto alcance). Para simular um substrato mais realista, o sistema de partículas-mola foi estendido para uma disposição periódica de partículas, independentes entre elas, e a partícula que no primeiro modelo era lançada, foi substituída por uma ponta, geralmente usada para escanear as superfícies no microscópio de força atômica. A principal técnica utilizada foi dinâmica molecular, ferramenta ideal para abordar o estudo da dinâmica de sistemas clássicos de muitas partículas.