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PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] B. Bhushan, Handbook of Micro/Nanotribology, 2nd ed., CRC Press, 1999.
[2] C.M. Mate, G.M. McClelland, R. Erlandsson, and S. Chiang, Phys. Rev. Lett. 59, 1942 (1987).
[3] J.N. Israelachvili and D. Tabor, Wear 24, 386 (1973); J.N. Israelachvili, P.M.
McGuiggan and A.M. Homola, Science 240, 189 (1988).
[4] J. Krim,A. Widom, Phys. Rev. B38, 12184 (1988); J.Krim, D.H.Solina and R.Chiarello, Phys. Rev. Lett. 66, 181 (1991).
[5] F. P. Bowden and D. Tabor, Friction and Lubrication of Solids, Oxford Univ. Press, London, 1954.
[6] J.N. Israelachvili, Intermolecular and surface forces, Academic Press, London, 1995.
[7] See e.g., B. N. J. Persson, Sliding Friction (Springer-Verlag, Berlin, 1998); Physics of Sliding Friction, ed. by B. N. J. Persson and E. Tosatti, Kluwer, Dordrecht, 1996; Tribology Lett. 10, vol. 1-2, (2001).
[8] B. N. J. Persson, V. N. Samailov, S. Zilberman, A. Nitzan, J. Chem. Phys. 117, 3897 (2002).
[9] B. Bhushan, J. N. Israelachvili, U. Landman, Nature 374, 607 (1995).
[10] U. D. Schwarz, O. Zworner, P. Koster, R. Wiesendanger, Phys. Rev. B 56, 6987 (1997).
[11] V. L. Popov, Phys. Rev. E 68, 26608 (2003).
[12] G.J. Molina, M. J. Furey, A. L. Ritter, C. Kajdas, Wear 255, 686 (2003).
[13] B. N. J. Persson, Phys. Rev. Lett. 71, 1212 (1993); Phys. Rev. B 48, 18140 (1993); J. Chem. Phys. 103, 3449 (1995).
[14] P. A. Thompson and M. O. Robbins, Science 250, 792 (1990); M. Cieplak, E. D. Smith, M.O. Robbins, Science 265, 1209 (1994).
[15] O. M. Braun, T. Dauxois, M.V. Paliy, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 78, 1295 (1997).
[16] L. Bruschi, A. Carlin and G. Mistura, Phys. Rev. Lett. 88, 046105-1 (2002).
[17] See e.g., D. Fisher, Phys. Rep. 301, 113 (1998).
[18] G. Blatter, M. V. Feigel'man, V. B. Geshkenbein, A. I. Larkin, and V. M. Vinokur, Rev. Mod. Phys. 66, 1125 (1994).
[19] G. Grüner, Rev. Mod. Phys. 60, 1129 (1988).
[20] E. Rolley, C. Guthmann, R. Gombrowicz, and V. Repain, Phys. Rev. Lett. 80, 2865 (1998).
[21] A. Glatz, T. Nattermann, and V. Pokrovsky, Phys. Rev. Lett. 90, 047201 (2003).
[22] C. Reichhardt and C. J. Olson, Phys. Rev. Lett. 89, 078301 (2002).
[23] L. Bruschi and G. Mistura, “The quartz crystal microbalance as a nanotribology technique”, to appear in “Nanotribology: Friction and Wear on the atomic scale”, edited by E. Meyer and E. Gnecco, (Springer, New York).
[24] A. Carlin, L. Bruschi, M. Ferrari and G. Mistura, Phys. Rev. B 68, 045420 (2003).
[25] E.Granato and S.C. Ying, Phys. Rev. B 69, 125403 (2004).
[26] L. Bruschi, A. Carlin, F. Buatier de Mongeot, F. dalla Longa, L. Stringher and G. Mistura, Rev Sci. Instrum. 76, 023904 (2005).
[27] L. Bruschi, G. Fois, A. Pontarollo, G. Mistura, F. Buatier de Mongeot, B. Torre, C. Boragno, R. Buzio and U. Valbusa, “Structural depinning of Ne monolayers on Pb at T<6.5K”, to appear in Phys. Rev. Lett.
[28] M. Hirano and K. Shinjo, Phys. Rev. B 41, 11837 (1990).
[29] M. Hirano, K. Shinjo, R. Kaneko and Y. Murata, Phys. Rev. Lett. 78, 1448 (1997).
[30] M. Dienwiebel, G.S. Verhoeven, N. Pradeep, J.W.M. Frenken, J.A. Heimberg, and H.W. Zandbergen, Phys. Rev. Lett. 92, 126101 (2004).
[31] A.Socoliuc, R. Bennewitz, E. Gnecco, and E. Meyer, Phys. Rev. Lett. 92, 134301 (2004).
[32] O.M. Braun, "The Frenkel Kontorova model: concepts, methods and applications", (Springer Verlag, Berlin, 2004); O.M. Braun, Yu. S. Kivshar, Phys. Rep. 306, 1 (1998).
[33] A. Vanossi, A.R. Bishop, A. Franchini and V. Bortolani, Surf. Sci. 566-568, 816-820 (2004); A. Vanossi, G. Santoro,and V. Bortolani, J. of Physics-Cond. Matter 16 SI, 52895 (2004); A. Vanossi, A. R. Bishop, and V. Bortolani, Nanotechnology 15, 790 (2004).
[34] P.A. Thiel, T.E. Madey, Surf. Sci. Rep. 7, 211 (1987); M.A.Henderson, Surf.Sci.Rep. 46, L1 (2002).
[35] M. Morgenstern, T. Michely, and G. Comsa, Phys. Rev. Lett. 77, 703 (1996).
[36] P.J. Feibelman, Science 295, 99 (2002); D. Menzel, ibid. 295, 58 (2002);
S. Meng, L.F. Xu, E.G. Wang, S.W. Gao, Phys. Rev. Lett. 89, 176104 (2002).
[37] A. Glebov et al., J. Chem. Phys. 106, 9382 (1997); G. Held and D. Menzel, Phys. Rev. Lett. 74, 4221 (1995).
[38] G.A. Kimmel, N.G. Petrik, Z. Dohnálek, and B.D. Kay, Phys. Rev. Lett. 95, 166102 (2005).
[39] H. Ogasawara, B. Brena, D. Nordlund, M. Nyberg, A. Pelmenschikov, L.G.M. Pettersson and A. Nilsson, Phys. Rev. Lett. 89, 276102 (2002)
[40] M. Highland and J. Krim, “Superconductivity Dependent Friction of Water, Nitrogen and Superheated He Films adsorbed on Pb(111)”, preprint.
Parole Chiave
NANOATTRITO, MICROBILANCIA A CRISTALLO DI QUARZO, DEPINNING, SUPERLUBRICITA', CALCOLI AB-INITIO, DINAMICA MOLECOLARE, CRESCITA, IDROFOBICITA', STM

Proprietà nonlineari del nanoattrito

Università degli Studi di Padova
Abstract
La comunità nazionale ed internazionale ha recentemente rivolto considerevole attenzione al settore della nanotribologia, la scienza e la tecnologia dell’attrito, della lubrificazione e dell’usura su scala nanometrica. Il progetto in esame tratterà alcuni punti cruciali ed ancora irrisolti riguardanti i meccanismi fondamentali di dissipazione per adsorbati atomici o molecolari in movimento su substrati metallici e isolanti. Una migliore comprensione degli elementari fenomeni dell’attrito che si manifestano ad una interfaccia a “secco” è importante non solo da un punto di vista scientifico ma anche per la fabbricazione di dispositivi micro/nano elettromeccanici, il cui funzionamento è dominato dall’attrito e dall’usura a causa del loro elevato rapporto superficie/volume. Tali severe limitazioni non possono essere risolte semplicemente usando dei lubrificanti tradizionali poiché queste strutture MEMS colasserebbero a causa delle forze capillari dovute alla presenza di liquidi e nuove strategie devono pertanto essere seguite.
La ricerca sperimentale sarà principalmente basata sulla microbalancia a cristallo di quarzo (QCM), che sarà applicata a studiare la frizione di monolayers solidi ottenuti condensando semplici gas criogenici su superfici metalliche ed isolanti. Le misure saranno eseguite in un ambiente di ultra-alto-vuoto per ridurre il più possibile l’effetto dei contaminanti superficiali. Per studiare sistemi ben definiti il cui comportamento può essere facilmente >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Giampaolo Mistura Università degli Studi di PADOVA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il programma di ricerca può essere convenientemente diviso nei due seguenti obiettivi:

Obiettivo 1: Attrito di scivolamento di monolayers di fluidi criogenici semplici su superfici metalliche e isolanti
Obiettivo 2: Crescita e scivolamento di films di ghiaccio su superfici metalliche e isolanti

Obiettivo 1
Attrito di scivolamento di monolayers di fluidi criogenici semplici su superfici metalliche e isolanti

Il primo obiettivo riguarda lo studio e il controllo dei fattori che determinano la dinamica di atomi e molecule fisisorbiti su metalli e isolanti. È ben noto che monolayers fisisorbiti di atomi e molecole, che sono debolmente legati a superfici solide, possono essere facilmente fatti scivolare su superfici metalliche. L’analisi di questo basilare processo dinamico, sia dal punto di vista sperimentale, sia da quello teorico, aiuterà a chiarire i meccanismi microscopici che avvengono durante lo scivolamento. Sperimentalmente, si misurerà l’attrito interfacciale di vari semplici adsorbati come Ne, Ar, Kr, N2 depositati su superfici metalliche molto uniformi e ben caratterizzate mediante la tecnica della microbilancia a cristallo di quarzo (QCM). Gli adsorbati sono scelti perché interagiscono con semplici forze di van der Waals ai metalli (legami chimici o a ponte-idrogeno sono esclusi a priori). I metalli formano gli elettrodi della QCM e sono selezionati in modo da garantire la preparazione di superfici molto lisce >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
La nanotribologia si occupa dello studio sperimentale e teorico di processi che interessano, da scala atomica a micrometrica, l'adesione, la frizione, la lubrificazione e l’usura di superfici in moto relativo [1]. Essa risale alla fine degli anni ottanta/inizi anni novanta, quando le tecniche di microscopia a scansione di sonda (SPM) [2], l’apparato a forza di superficie (SFA) [3] e la microbilancia a cristallo di quarzo (QCM) [4] dimostrarono la loro capacità di estendere le conoscenze fondamentali conseguite con tribometri classici [5] e bilance di forza [6]. La nanotribologia mira a comprendere i meccanismi di dissipazione agenti tra i costituenti elementari della materia, gli atomi e le molecole. Con la nanotecnologia condivide il desiderio di estendere i processi atomistici su scala mesoscopica e macroscopica, predicendo in definitiva il comportamento dei sistemi micro-elettro-meccanici (MEMS) e dei moderni macchinari. Al momento la nanotribologia copre una vasta gamma di aree nello fisica dello stato solido e “soft matter”, dai contributi dissipativi elettronico e fononico [7], alla dinamica di liquidi su superfici, pori e canali sottili [8], alle proprietà meccaniche, i meccanici di contatto, l'adesione e la frattura su scala nanometrica [9,10], al fallimento abrasivo e/o plastico di materiali [10], nanomacchine e motori molecolari [11], reazioni tribo-chimiche e tribo-luminescenza [12].
Nonostante i considerevoli sforzi sostenuti dalla comunit >>>