利用外电场调控材料-纳米颗粒-液体界面的摩擦
软凝聚态物质
2019-01-31 v1
摘要
首次报道了利用电泳力结合静态或低频 (0.6-50 mHz) 电场调控材料-纳米颗粒-液体界面摩擦的方法。采用外电场重新定位悬浮于水中的负电 TiO2 或正电 Al2O3 纳米颗粒，方向垂直于石英晶体微天平的平面铂表面，并借此监测界面处的摩擦剪切力。对 TiO2 与 Al2O3 悬浮液均展示了主动电可调摩擦控制。对 TiO2 悬浮液，观察到摩擦剪切力显著下降（Al2O3 中未出现），可能归因于 TiO2 颗粒与基底间区域残留的分子薄层间隙水。还通过改变外电场频率研究了颗粒垂直于表面运动的时间尺度，确定其与玻璃态或聚合物材料相似。总体而言，研究表明由电场主动驱动的纳米颗粒可充当“无悬臂”原子力探针，以“轻敲模式”探测光学与微机械探针无法触及几何中的界面性质与纳米尺度相互作用。
引用
@article{arxiv.1901.10512,
title = {Tuning friction at material-nanoparticle-liquid interfaces with an external electric field},
author = {Biplav Acharya and Caitlin M. Seed and Donald W. Brenner and Alex I. Smirnov and Jacqueline Krim},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.10512},
year = {2019}
}