EO

Onderzoekers verduidelijken het microscopisch dempingsmechanisme in grafeen

23 februari 2021 om 12:40 uur

Farbod Alijani, universitair hoofddocent, en promovendus Ata Keskekler leveren ondersteunend bewijs voor het bestaan van een niet-lineair dissipatiemechanisme in mechanische systemen. Door dit mechanisme wordt het energieverlies in mechanische trillingen groter naarmate de amplitude van de trilling toeneemt. Dissipatie is het verlies van ‘nuttige’ energie bij thermodynamische processen, zoals wrijving. Om het niet-lineaire mechanisme te bewijzen gebruikten de onderzoekers nanodrums van grafeen met een dikte van slechts een paar nanometer.


Nature Communications publiceerde de resultaten.

 

Aangezien er tot nog toe weinig mogelijkheden waren de dempingskracht in nanosystemen te beïnvloeden, plaveit dit onderzoek de weg naar opwindende mogelijkheden om de oorsprong van dissipatie op nanoschaal beter te begrijpen, en om ultragevoelige regelbare sensoren te realiseren. Voor dit onderzoek, met financiering van de European Research Council (ERC), werkten de onderzoekers samen met collega's van de Ben Gurion University en het Kavli Institute of Nanoscience van de TU Delft.

 

Energieverlies

Mechanische bronnen van dissipatie spelen een essentiële rol in de moderne natuurkunde, met toepassingen in onder meer de nanomechanica, biomechanica, materiaalwetenschappen en quantum computeren. In klokken of andere trillende mechanismes is energieverlies meestal evenredig met de snelheid van het trillende object. Maar onder speciale omstandigheden, waarbij de ene resonantiefrequentie van de resonator precies twee keer zo groot is als een andere resonantiefrequentie, worden deze verliezen plotseling veel groter, doordat extra energie verloren gaat via de koppeling tussen deze trillingsmodi. Met behulp van licht stelden Alijani en Keskekler de wisselwerking tussen de vibratietoestanden van een grafeen-nanodrum zo in dat één modus precies twee keer zo snel trilt als een andere. Daarmee lieten ze ook zien dat het met dit mechanisme mogelijk is de dempingskracht te kunnen regelen via de koppelingssterkte tussen de twee trillingsmodi.

 

Ata Keskekler: "Normaal gesproken is de snelheid waarmee het geluid van een gitaarsnaar wegsterft onafhankelijk van hoe hard je hem aanslaat. Als we echter een analogie maken tussen een nanoresonator en een gitaar, vinden we in dit werk een mechanisme dat aangeeft dat als je een andere snaar stemt dichtbij een noot die het eerste octaaf is van de snaar die wordt gespeeld, de snelheid van het verval wordt afhankelijk van hoe hard je hem aanslaat. Hoe dichter bij het octaaf, hoe sterker deze afhankelijkheid."

 

Gerelateerd nieuws

95,5 miljard euro EU-financiering beschikbaar voor onderzoek en innovatie

95,5 miljard euro EU-financiering beschikbaar voor onderzoek en innovatie

Nederlandse innovatieve ondernemers en onderzoekers kunnen tot en met 2027 een beroep doen op financiering vanuit het nieuwe onderzoeks- en innovatieprogramma Horizon Europe. Dat is gericht, met actieve ondersteuning…

‘Honingraat’-membraan maakt redox-flowbatterij efficiënter

‘Honingraat’-membraan maakt redox-flowbatterij efficiënter

Onderzoekers van de TU Eindhoven, Differ en MIT ontwikkelden een elektrode met honingraat-porieën om de elektrochemische reactie in de redox-flowbatterij te verbeteren. Het materiaal maakt de batterij efficiënter en…

Demissionair minister Van Nieuwenhuizen:

Demissionair minister Van Nieuwenhuizen: "Technologie is de oplossing voor onderhoud van Nederlandse infrastructuur"

Demissionair minister Van Nieuwenhuizen van Infrastructuur en Waterstaat heeft een online werkbezoek gebracht aan het gemaal in IJmuiden en het gemaal- en sluizencomplex in Eefde. Rijkswaterstaat en de technologische…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

9 maart 2021

Webinar: 10 keer klaar voor Industrie 4.0

Productiebedrijven met kleine series worden geholpen om data uit hun machines te halen en slim te...

10 maart 2021

Webinar: 5G and the Future of Business

A peek into the 5G revolution and what this technology brings to our lives.

23 maart 2021, online

Industrial Ethernet

Kennisdagen over de actuele ontwikkelingen op het gebied van industriële communicatie.

Meer agendapunten »