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doi:10.22028/D291-44947
Titel: | Is ultralow friction on graphite sustainable in contaminated environments? |
VerfasserIn: | Gao, Hongyu Sukhomlinov, Sergey |
Sprache: | Englisch |
Titel: | Carbon |
Bandnummer: | 237 |
Verlag/Plattform: | Elsevier |
Erscheinungsjahr: | 2025 |
Freie Schlagwörter: | Structural lubricity Surface contamination Velocity-dependent friction Molecular dynamics Force-field development |
DDC-Sachgruppe: | 500 Naturwissenschaften |
Dokumenttyp: | Journalartikel / Zeitschriftenartikel |
Abstract: | Structural lubricity typically occurs in incommensurate, dry contacts where short-range elastic instability is minimized. Under ambient conditions, however, airborne molecules can adsorb onto solid surfaces, forming a viscous medium that alters interfacial properties. We hypothesize that despite the presence of physisorbed contaminants, structural lubricity on graphite can persist due to molecular ordering. Molecular dynamics simulations were performed with a newly parameterized interfacial potential to study đť‘›-hexadecane as a model contaminant on graphite surfaces. We investigated the effects of đť‘›-hexadecane coverage on shear stress, comparing behavior on graphite and gold (111). Results reveal that a monolayer of đť‘›-hexadecane molecules adheres strongly to graphite, replicating its lattice and maintaining solid-like behavior, which leads to orientation-dependent shear stresses. This behavior is absent on gold. As the contaminant film thickens, the orientation effect diminishes, and the shear stress-velocity relationship transitions from Coulomb to quasiStokesian and back to quasi-Coulomb as coverage increases. Despite a substantial increase in shear stress under ambient conditions, ultralow friction, or superlubricity, remains on graphite. |
DOI der Erstveröffentlichung: | 10.1016/j.carbon.2025.120117 |
URL der Erstveröffentlichung: | https://doi.org/10.1016/j.carbon.2025.120117 |
Link zu diesem Datensatz: | urn:nbn:de:bsz:291--ds-449477 hdl:20.500.11880/39893 http://dx.doi.org/10.22028/D291-44947 |
ISSN: | 0008-6223 |
Datum des Eintrags: | 3-Apr-2025 |
Bezeichnung des in Beziehung stehenden Objekts: | Supplementary data |
In Beziehung stehendes Objekt: | https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0008622325001332-mmc1.mp4 |
Fakultät: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Fachrichtung: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Professur: | NT - Prof. Dr. Stefan Diebels |
Sammlung: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
Dateien zu diesem Datensatz:
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