See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9007
ETF9007 "Nanotriboloogia ja nanomehaanika lõimumine: uudsed suunad nanotraadi/aluse staatilises ja kineetilises hõõrdemehhanismis (1.01.2012−31.12.2015)", Rünno Lõhmus, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut.
ETF9007
Nanotriboloogia ja nanomehaanika lõimumine: uudsed suunad nanotraadi/aluse staatilises ja kineetilises hõõrdemehhanismis
Bridging Nanotribology and Nanomechanics: Novel Routes in Studies of Nanowire/Substrate Static and Kinetic Friction
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.10. FüüsikaP250 Tahke aine: struktuur, termilised ja mehhaanilised omadused, kristallograafia, phase equilibria1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.20128 496,00 EUR
01.01.2013−31.12.20138 496,00 EUR
01.01.2014−31.12.20148 496,00 EUR
01.01.2015−31.12.20158 496,00 EUR
33 984,00 EUR

Käesoleva projekti tegevused kuuluvad nanotriboloogia valdkonda ja eesmärgiks on komplekse uurimuse tulemusena leida nanotraatide (NT) triboloogia sõltuvusparameetrid ja seosed. NT’id on ülipeened traadid, mille diameeter varieerub 1-100nm-ni ja neil on üle mitme suurusjärgu läbimõõdu/pikkuse suhe, mis teeb nad väga atraktiivseks kaasaegsele teadusele ja ka rakendustele nanotehnoloogias. NT-l on võrreldes makroskaalas materjalidega väga erilised mehaanilised ja elektrilised omadused. Kuna Nt-l baseeruvate seadmete valmistamine ja töö nõuab nende väga täpset positsioneerimist edasiseks kontrollitud toimimiseks, siis on väga oluline mõista NT ja aluse triboloogilisi vastastikmõjusid just rakenduslikest aspektidest lähtudes. Olukord on seda keerulisem, et hõõrdumisnähtusi makroskaalas ei saa vahetult kanda üle nanoskaalasse. Peamiste nanotriboloogiliste mehhanismide, näiteks hõõrdumisega seotud kulumise ja nakke, kontrollimine ja kontrollitav muutmine on siiani jäänud siiani suureks väljakutseks. NT-d on peaaegu ideaalsed kandidaadid täitmaks lünka makro-ja nanotriboloogia nähtuste sidumisel tänu suurele pikkus/läbimõõt suhtele ja oma konkreetsele kujule. Nt-de alane uurimistöö on väga uudne ja võib öelda, et ei ole veel saavutanud oma täisvõimalusi. Hetkel kasutatavad uurimistöö eksperimentaalsed ja teoreetilised metoodikad mis peaks kirjeldama NT-e triboloogilisi omadusi sisaldavad palju määramatusi ja ei võta arvesse kõiki parameetreid. Käesoleva projekti ülimaks eesmärgiks on kompleksne uuring NT/aluse hõõrdumise ja nakke protsessidest, et mõista interaktsioonimehhanisme nanoskaalst mikroskaalani ja leida kriitilised parameetrid kontrollimaks neid vastavalt soovitule. Konkreetseteks vahe-eesmärkideks on: 1) kompleksne reaalajas hõõrdeprotsesside olemuse uuring, mille käigus toimub NT –e kontrollitud ümberpositsioneerimine pinnal, et leida hõõrdemehhanismid nano- ja mikroskaalas ja parameetrid, mis mõjutavad libisemise ja rullumise mehhanisme. 2) NT/aluse triboloogiliste protsesside teoreetiline modelleerimine võttes arvesse NT-de seesmisi ja kontaktipingeid. 3) Kompleksne pinna parameetrite muutuste mõju uuring, millest sõltub NT/aluse hõõrdumine ja nende mõju võimalikele rakendustel-näiteks, nanokeevitus.
The activity planned within the framework of the project belongs to the field of nanotribology and will be focused on complex study of tribological properties of Nanowires (NWs) - ultrafine wires having typical diameter in the range of 1-100 nm and high aspect ratio, which are now among most important objects in modern science and have number of promising applications in nanotechnology. Mechanical and electrical properties of NWs may be superior in comparison to corresponding bulk material. Considering that fabrication of NW-based devices requires precise control over positioning and subsequent behavior of the NWs, it is evident, that deeper understanding of NW-surface bilateral tribology mechanisms is crucial from applicative point of view. Situation is complicated by the fact that friction laws at nanoscale differs a lot from macroscale friction. The nature of the elementary nanotribological mechanisms, which intimately relate friction, adhesion and wear, and even more the possibility to control them is still in its infancy, and remains a formidable challenge. NWs are almost perfect candidates to fulfill gap between nano and microscale friction due high to aspect ratio and defined shape. NW research is in preparatory phase and its potential is not realized. Existing experimental methods and theoretical models for measuring and describing tribological properties of NWs contain significant uncertainties and do not take into account all parameters. The ultimate goal of the present project is comprehensive control over the NW-Substrate friction and adhesion based on detailed understanding of interaction mechanisms at nano- and microscale, and critical parameters controlling these mechanisms. Main efforts will be aimed to: 1) complex real time study of friction mechanisms of NW manipulated on a flat surface for insight into frictional phenomena at nano and microscale, including determination of parameters responsible for switching between sliding and rolling motion, 2) elaboration of extensive models of tribological phenomena for NWs on a flat substrate and theoretical description of the NW’s internal elastic and interfacial deformation, 3) comprehensive control of NW-substrate friction by surface treatment, nanowelding, application of external fields and excitations.
Käesoleva projekti tegevused kuuluvad nanotriboloogia valdkonda ja eesmärgiks oli komplekse uurimuse tulemusena leida nanotraatide (NT) triboloogia sõltuvusparameetrid ja seosed. Nt’d on ülipeened traadid, mille diameeter varieerub 1-100nm-ni ja neil on üle mitme suurusjärgu läbimõõdu/pikkuse suhe, mis teeb nad väga atraktiivseks kaasaegsele teadusele ja ka rakendustele nanotehnoloogias. NT-l on võrreldes makroskaalas materjalidega väga erilised mehaanilised ja elektrilised omadused. Olukord oli seda keerulisem, et hõõrdumisnähtusi makroskaalas ei saa vahetult kanda üle nanoskaalasse. Peamiste nanotriboloogiliste mehhanismide, näiteks hõõrdumisega seotud kulumise ja nakke, kontrollimine ja kontrollitav muutmine on siiani jäänud siiani suureks väljakutseks. NT-d on peaaegu ideaalsed kandidaadid täitmaks lünka makro-ja nanotriboloogia nähtuste sidumisel tänu suurele pikkus/läbimõõt suhtele ja oma konkreetsele kujule. Nt-de alane uurimistöö on väga uudne ja võib öelda, et ei ole veel saavutanud oma täisvõimalusi. Hetkel kasutatavad uurimistöö eksperimentaalsed ja teoreetilised metoodikad mis peaks kirjeldama NT-e triboloogilisi omadusi sisaldavad palju määramatusi ja ei võta arvesse kõiki parameetreid. Käesoleva projekti ülimaks eesmärgiks oli kompleksne uuring NT/aluse hõõrdumise ja nakke protsessidest, et mõista interaktsioonimehhanisme nanoskaalst mikroskaalani ja leida kriitilised parameetrid kontrollimaks neid vastavalt soovitule. Konkreetseteks vaheeesmärkideks oli: 1) kompleksne reaalajas hõõrdeprotsesside olemuse uuring, mille käigus toimub NT –e kontrollitud ümberpositsioneerimine pinnal, et leida hõõrdemehhanismid nano- ja mikroskaalas ja parameetrid, mis mõjutavad libisemise ja rullumise mehhanisme. 2) NT/aluse triboloogiliste protsesside teoreetiline modelleerimine võttes arvesse NT-de seesmisi ja kontaktipingeid. 3) Kompleksne pinna-parameetrite muutuste mõju uuring, millest sõltub NT/aluse hõõrdumine ja nende mõju võimalikele rakendustel-näiteks, nanokeevitus. Kõik püstitatud eesmärgid said täidetud ja isegi ületatud.