Die bei dem Übereinandergleiten von sich berührenden Metalloberflächen auftretende Reibung wird nicht nur durch deren mikroskopische Rauhigkeit verursacht. Vielmehr bilden die sich berührenden Oberflächen kleine Metallbrücken in Form von chemischen Bindungen miteinander aus. Dies hat eine Forschergruppe in Kalifornien in einem Experiment mit Goldkugeln herausgefunden. Ihre Arbeit wird in einigen Wochen in einem noch nicht näher spezifizierten Fachblatt veröffentlicht werden.
In ihrem Experiment brachten die Wissenschaftler Raffi Budakian und Seth Putterman von der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) zwei Goldkugeln mit Durchmessern im Millimeterbereich in Kontakt. Die kleinere der beiden Kugeln war mit einer Licht leitenden Glasfaser zur Positionsbestimmung verbunden, während die größere Kugel an einer Metallplattform befestigt wurde. So konnten die, durch eine gegenläufige Bewegung der Kugeln, verursachten Reibungskräfte sowie die Position der Kugeln mit großer Genauigkeit bestimmt werden. Mittels einer Elektrodenanordnung konnte zudem ein Strom durch die Kugeln geleitet und deren Kontaktfläche ermittelt werden.
Die Forscher fanden auf diese Weise heraus, dass die Reibungskräfte bei vertikalen sowie horizontalen relativen Bewegungen der Kugeln gegeneinander gleich sind. Zudem konnten sie schlüssig zeigen, dass eine größere Kontaktfläche zu größeren Kräften führt.
Eine genaue Analyse der Experimente gibt den Forschern zudem schlüssige Hinweise auf die Ausbildung winziger Metallbrücken zwischen den Kugeln. Diese müssen bei einer relativen Bewegung ? dem Übereinandergleiten ? gebrochen werden und verursachen so Reibung.
Stefan Maier
