Zwei voneinander unabhängige Forscherteams aus der Schweiz und den Niederlanden haben herausgefunden, dass bestimmte Materialien praktisch ohne Reibung aneinander vorbeigleiten können. In ihren Experimenten haben sie dazu eine extrem feine Spitze eines Rasterkraftmikroskops über eine Oberfläche gleiten lassen und die dabei auftretenden Kräfte analysiert. Darüber berichtet das Fachmagazin Physical Review Letters (Artikel 126101 und 134301).
Ernst Meyer und seine Kollegen der Universität von Basel untersuchten in ihren Experimenten die Reibungskräfte zwischen einer dünnen Siliziumspitze und einem Salzkristall. Wenn die Spitze mit dem Kristall in Kontakt gebracht und anschließend über dessen Oberfläche bewegt wurde, so bewegte sie sich zunächst nur ruckartig. Die Atome der Spitze verhakten sich nämlich mit den Atomen des Salzkristalls, was zu einer relativ hohen Reibungskraft führte.
Die Wissenschaftler verringerten nun im Folgenden die Kraft, mit der die Spitze auf den Kristall aufdrückte. Unterhalb einer bestimmten Schwelle änderte sich die Bewegungsform der Spitze schlagartig ? aus einer ruckartigen, unregelmäßigen Bewegung wurde ein gleichförmiger Gleitvorgang. Wie erwartet war die Reibungskraft in diesem Fall extrem klein.
Eine ähnlich geringe Reibung hat eine Forschergruppe der Universität von Leiden um Martin Dienwiebel bei Untersuchungen der Kräfte zwischen einer Wolframspitze und flockenförmigem Graphit gefunden. Beide Gruppen glauben, dass ihre Entdeckungen in Zukunft die Herstellung winzig kleiner Motoren und mechanischer Sensoren erleichtern wird.
Stefan Maier
