Исследователи из Университета Констанца обнаружили, что трение может возникать без соприкосновения поверхностей — за счет процессов внутри материалов. Об этом рассказывается в Nature Physics.
В классической физике действует закон Амонтона: чем сильнее прижать поверхности друг к другу, тем выше трение — из‑за более сильного сцепления неровностей. Однако в магнитных материалах картина иная.
Ученые создали модель из двух магнитных слоев, не касавшихся друг друга: верхний слой со свободно вращающимися магнитными элементами двигался над нижним, а связь обеспечивало только магнитное поле. Меняя расстояние между слоями (то есть «нагрузку»), исследователи выявили нетипичную закономерность: трение почти отсутствовало при малом и большом расстоянии, но достигало максимума на промежуточных значениях.
Причина кроется в устройстве магнитов: один слой «стремится» к одинаковому направлению магнитных моментов, другой — к противоположному. Из‑за этой несовместимости система перестраивается во время движения: элементы многократно переключаются между состояниями, тратя энергию — и создавая трение без контакта и износа. Важную роль играет гистерезис («память» системы): ее текущее состояние зависит от предыдущих изменений.
Таким образом, трение не растет равномерно с нагрузкой, а достигает пика при нестабильности внутренней структуры. Это открывает возможности для бесконтактного управления трением, например, в микроустройствах, магнитных подшипниках и системах подавления вибраций.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые создали новое состояние материи.
