نشكر M. Hempenius وE. بينيتي لإجراء مناقشات مثمرة، Y. يو لفحص دقيق للصفة، M. Vlot لتصميم صورة الشكل رقم 1، C. Padberg وK. سميت على الدعم التقني. يعترف EK المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (NWO، TOP غرانت 700.56.322، الجزيئات تقنية النانو مع التحفيز البوليمرات المستجيبة) للحصول على الدعم المالي. وقد تم دعم زنة من قبل مؤسسة للبحوث الأساسية في المواد (FOM)، وهو مدعوم ماليا من قبل المنظمة الهولندية للبحوث العلمية (NWO).

ويوضح الشكل (2) وإجراء إعداد العينات: ملاحظة. تم فرش المطعمة البوليمر من السيليكون (سي) ركائز (مسار (أ))، من ركائز المغلفة الذهب (تبخرت 100 نانومتر الذهب في سي ويفر وجود طبقة الكروم التصاق 10 نانومتر، المسار (ب))، والذهب من تحقيقات AFM الغروية (6 ميكرون القطر، والمسار (ج)) من خلال سطح بدأت ذرة نقل البلمرة الراديكالية (SI-ATRP) 24. أجريت القياسات AFM على المتعدد AFM مع رئيس منخفضة الضوضاء، الرأسي الانخراط الماسح الضوئي وخلية السائلة. التحضير 1. عينة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الركيزة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترسب البادئ على الأسطح السيليكون. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف ركائز السيليكون مع الكلوروفورم، ثم حل سمكة البيرانا، وشطف في وقت لاحق مع الماء النقي، والإيثانول والكلوروفورم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع ركائز الجافة في مجفف حول قارورة تحتوي على 50 ميكرولتر (3-أمينو) triethoxysilane. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إخلاء خفة دم مجففهكتار دوارة مضخة دوارة لمدة 15 دقيقة وإغلاقه في وقت لاحق. السماح للترسيب البخار بالمضي قدما O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير محلول من 40 مل التولوين (degased) و 40 ميكرولتر ثلاثي الإيثيلامين في دورق مخروطي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع ركائز في قارورة وإسقاط الحكيم إضافة 40 ميكرولتر 2-برومو-2-methylpropionyl. الحفاظ على ركائز في الحل، لتجنب ترسب بلورات الملح تشكلت في الحل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يحرك الحل لمدة 4 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> شطف ركائز مع التولوين والايثانول. وبعد ذلك، وضع ركائز في قارورة البلمرة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ترسب البادئ على الأسطح الذهب <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يعد حل أحادي الطبقة: حل حمض 2-برومو-2-ميثيل البروبيونيك 11- [11- (2-برومو-2-ميثيل propionyloxy) -undecyldisulfanyl] -undecyl استر في 20 مل نزع الغاز الكلوروفورم (0.2 ملم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل كاليفورنيا. 1.5 مل حل أحادي الطبقة إلى قارورة صغيرة تم مسح سابقا مع الأرجون. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف ركائز الذهب المطلي مع الكلوروفورم وحل سمكة البيرانا. شطف في وقت لاحق مع الماء النقي، والإيثانول والكلوروفورم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج ركائز المنظفة في-حل أحادي الطبقة وإغلاق القارورة. متجر O / N في مكان مظلم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف تحقيقات الغروية الذهب مع الإيثانول والكلوروفورم بواسطة غمس لهم في المذيبات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج تحقيقات الغروية في قارورة تحتوي على الحل أحادي الطبقة. إغلاق بحزم والحفاظ عليه في مكان مظلم O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة ركائز من الحل، ويغسل مع الكلوروفورم والايثانول. وبعد ذلك، نقل البادئ المغلفة ركائز في قارورة البلمرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة تحقيقات الغروية من حل أحادي الطبقة، ويغسل مع الكلوروفورم والايثانول. وبعد ذلك، نقل كل على حدة التحقيق في قارورة البلمرة. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التبلمر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SI-ATRP من PMMA <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطهير القارورة والقنينات، التي تحتوي على ركائز المغطاة البادئ (سواء سي والذهب) وتحقيقات الغروية مع الارجنتينلمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 10 ز ميتاكريليت الميثيل (MMA) في المتوسط ​​ATRP (10 مل الميثانول / خليط الماء مع نسبة 5: 1)، وديغا الحل لمدة 2 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 145 ملغ و 320 ملغ CuBr 2،2-bipyridine في قارورة مجهزة شريط التحريك المغناطيسي، وdeoxygenize بنسبة 3 دورات الردم-AR فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الحل مونومر نزع الغاز في قارورة (التي تحتوي على النحاس) ويقلب لمدة 15 دقيقة أخرى حتى لوحظ حل البني واضح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق الإبرة إلى حقنة 2 مل وطرد الإبرة والحقنة مع الأرجون 2-3 مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحب 1 مل من محلول البلمرة مع حقنة وحقن المحتوى في قارورة رد فعل صغيرة، تحتوي على التحقيق الغروي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحب الحل المتبقية مع حقنة وحقن المحتوى في قارورة رد الفعل، والتي تحتوي على ركائز مسطحة. إضافة حل ما يكفي لغمر كل عينة تماما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء البلمرة لمدة 40 ساعة على RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعادةنقل عينات من محلول البلمرة ويغسل مع الإيثانول والكلوروفورم في دورات متعددة. التلوين من العينة يدل على وجود الفرشاة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وأخيرا، تجف ركائز تحت سيل من النيتروجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حافظ على ركائز مسطحة في مربع النيتروجين. البوليمر فرشاة متجر تعديل تحقيقات في التولوين. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> SI-ATRP من PNIPAM 10 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطهير القارورة والقنينات، التي تحتوي على ركائز المغطاة البادئ (سواء سي والذهب) وتحقيقات الغروانية مع الأرجون لمدة 30 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حل 5.6 غرام N -isopropylacrylamide و 320 ميكرولتر PMDETA في المتوسط ​​ATRP (1.6 مل من الماء و 18 مل الميثانول) وديغا الحل لمدة 2 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 76 ملغم CuBr في قارورة مجهزة شريط التحريك المغناطيسي، وdeoxygenize بنسبة 3 دورات الردم-AR فراغ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الحل مونومر نزع الغاز في القارورة التي تحتوي على النحاس. يحرك المزيج لمدة 15 دقيقة أخرى حتى لوحظ الحل الأخضر واضح. </لى&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> إرفاق الإبرة إلى حقنة 2 مل وطرد الإبرة والحقنة مع الأرجون 2-3 مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحب 1 مل من محلول البلمرة مع حقنة وحقن المحتوى في قارورة رد فعل صغيرة، تحتوي على التحقيق الغروي. أكرر للجميع التحقيقات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سحب الحل المتبقية مع حقنة وحقن المحتوى في دورق التفاعل، يحتوي على ركائز مسطحة. إضافة حل ما يكفي لغمر كل عينة تماما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إجراء البلمرة لمدة 2 ساعة على RT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة عينات من محلول البلمرة ويغسل مع الايثانول والمياه من خلال دورات متعددة. لون الظهور من العينة يدل على وجود الفرشاة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزج العينة إلى 0.1 M EDTA الحل والحفاظ عليه في حل O / N لإزالة جميع النحاس. يغسل بالماء النقي والايثانول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على ركائز مسطحة في مربع النيتروجين. تخزين فرشاة PNIPAM تحقيقات تعديل في الماء النقي. </li></ol></li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيف الفرشاة، وتحويل فورييه الأشعة تحت الحمراء (الشكل 3) ملاحظة: استخدم الرعي الزاوية وضع FTIR لفرش البوليمر على الركيزة الذهب وانتقال وضع FTIR لفرش البوليمر على سي الركيزة. تجف جميع العينات بعناية. أي تلوث المياه والمذيبات يمكن أن يسبب أضرارا خطيرة للكشف. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء المعدات وفقا لدليل المقدمة من قبل الشركة المصنعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعيين المعلمات التالية لقياس عينة: تتراوح ما بين 900 و 3،700 سم -1 مع قرار من 4 سم -1 ومتوسط ​​32 بالاشعة في كل قياس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنظيف ركيزة فارغة وفقا لبروتوكول يستخدم لإعداد العينات، تجف بعناية ووضعه إلى غرفة القياس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق فراغ لمدة 4 ساعة. وبعد ذلك، يسجل مسح الخلفية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة عينة فارغة ووضع فرشاة البوليمر العينة الجافة المغلفة في حجرة العينة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق فراغ في samplالبريد الغرفة وسجل لعينة مسح كل 30 دقيقة لمدة 5 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد جميع القمم في أطياف لتأكيد التركيب الكيميائي للفرشاة البوليمر. (تحليل فقط بالاشعة مع خط الأساس على التوالي). </li></ol></li></ol> 2. قياس AFM <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اخدش فرشاة PMMA مغطاة الركيزة بعناية بإبرة، وشطف مع مذيب جيد لإزالة الفائض من البوليمر وجففها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل العينات الى الصك AFM وجبل التحقيق في الخلية السائلة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> محاذاة الليزر على نهاية ناتئ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مع استخدام الكاميرا، قم بمحاذاة الحافة فوق الصفر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل ان تقترب وإشراك طرف، تعيين المسح حجم 0 نانومتر. وبعد ذلك، إشراك طرف إلى السطح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اذهب إلى &#39;وضع المنحدر&#39; وتحديد حساسية الانحراف عبر منحنيات المسافة القوة. معايرة ثابت ربيع العادي باستخدام &#39;لحن الحراري&#39; كما في تنفيذ البرامج والربيع التوائية س مستمرو الذي تم تشييده باستخدام أسلوب فاغنر وآخرون 25 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> القبض على الضوضاء الحرارية التوائية للتعزية في الهواء لمدة 2 ثانية باستخدام التقاط البيانات بسرعة عالية في البرنامج (6.25 ميغاهيرتز). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل الضوضاء الحرارية في كثافة القدرة الطيفية (V 2 / هرتز) باستخدام تحويل فورييه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد بالرنين أساسي وعامل جودة ناتئ في الهواء باستخدام ذروة صدى في الكثافة الطيفية السلطة والمعادلة للمذبذب التوافقي البسيط بما في ذلك الضوضاء خط الأساس (مكافئ. 2 المرجع 25). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حساب ثابت الربيع التوائية باستخدام أبعاد inplane من ناتئ (الطول والعرض)، والكثافة واللزوجة من المحيطة المتوسطة (الهواء) وعامل الجودة وتردد صدى تحديدها في الخطوة 2.6.3 باستخدام أسلوب صادر 26. ملاحظة: استخدمنا أداة المقدمة على الموقع الإلكتروني لجون الصدر: www.ampc.ms.unimelb.edu.au/afm/calibration.html. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كاليفورنياlculate في التوائية حساسية زاوية انحراف للناتئ باستخدام مكافئ. 6 و 7 من المرجع. 25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل ثابت الربيع التوائية وحساسية الانحراف إلى ثابت الربيع وانحراف حساسية الجانبية باستخدام حجم الغروانية، سمك ناتئ ومكافئ. 8 من المرجع. 25. ملاحظة: يمكن الآن تحويل إشارة كاشف الى قوة عن طريق: قوة [N] = الربيع الجانبي المستمر [N / م] * حساسية الانحراف الأفقي [م / V] * إشارة للكشف عن [V]. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس ارتفاع فرشاة الفرشاة الجافة عن طريق التصوير الفرشاة في نقطة الصفر في ادنى حد ممكن المضبوطة مسبقا انحراف. تحديد ارتفاع فرشاة من مسح خط من الصورة التي تم التقاطها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> منذاب الفرشاة في acetophenone من خلال تطبيق برفق إلى السطح مع حقنة. ملاحظة: تغير لون عينة كما يتبخر المذيب. وهذا يسمح لمتابعة عملية التجفيف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل العينة إلى AFM. محاذاة إشارة الليزر العمودية ل-1.0 V. ضبط المضبوطة مسبقا انحراف ل0 V وإشراك ناتئ والسطحية. ملاحظة: بعد أن يصل ناتئ في اتصال مع السطح، وacetophenone يتحرك في الفرشاة على الغروانية خلق جسر الشعرية بين طرف والسطح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط حجم المسح الضوئي إلى 40 ميكرون، تعطيل محاور مسح بطيئة وتعيين صورة ونسبة الارتفاع إلى 1: 4. تسجيل ارتفاع وقنوات الصورة الاحتكاك (على حد سواء التتبع وتقفي). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عندما يتم التقاط الصور سحب ناتئ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق قطرة من الماء على السطح المغطاة فرشاة PNIPAM، لمنذاب الفرشاة PNIPAM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> رفع رأسه وبسرعة استبدال سطح PMMA عن سطح PNIPAM الإذابة بالإكترونات لإنشاء نظام إمتزاج. تكون سريعة عند تبادل السطوح، لتجنب التبخر من acetophenone من فرشاة PMMA على التحقيق الغروية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إشراك طرف والسطح، والصور سجل مع نفس المعلمات كما في السابق. </li></ol>

<ol>
	<li>Lee, S., Spencer, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+science+-+Sweet,+hairy,+soft,+and+slippery.">Materials science - Sweet, hairy, soft, and slippery.</a> Science. 319, 575-576 (2008).</li><li>Milner, S. T., Witten, T. A., Cates, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+the+Grafted+Polymer+Brush.">Theory of the Grafted Polymer Brush.</a> Macromolecules. 21, 2610-2619 (1988).</li><li>Klein, J., Kumacheva, E., Mahalu, D., Perahia, D., Fetters, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+of+Frictional+Forces+between+Solid-Surfaces+Bearing+Polymer+Brushes.">Reduction of Frictional Forces between Solid-Surfaces Bearing Polymer Brushes.</a> Nature. 370, 634-636 (1994).</li><li>Raviv, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lubrication+by+charged+polymers.">Lubrication by charged polymers.</a> Nature. 425, 163-165 (2003).</li><li>Moro, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+grafting+of+artificial+joints+with+a+biocompatible+polymer+for+preventing+periprosthetic+osteolysis.">Surface grafting of artificial joints with a biocompatible polymer for preventing periprosthetic osteolysis.</a> Nat Mater. 3, 829-836 (2004).</li><li>Bureau, L., Leger, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sliding+friction+at+a+rubber/brush+interface.">Sliding friction at a rubber/brush interface.</a> Langmuir. 20, 4523-4529 (2004).</li><li>Muller, M. T., Yan, X. P., Lee, S. W., Perry, S. S., Spencer, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lubrication+properties+of+a+brushlike+copolymer+as+a+function+of+the+amount+of+solvent+absorbed+within+the+brush.">Lubrication properties of a brushlike copolymer as a function of the amount of solvent absorbed within the brush.</a> Macromolecules. 38, 5706-5713 (2005).</li><li>Kobayashi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Friction+behavior+of+high-density+poly(2-methacryloyloxyethyl+phosphorylcholine)+brush+in+aqueous+media.">Friction behavior of high-density poly(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) brush in aqueous media.</a> Soft Matter. 3, 740-746 (2007).</li><li>Zappone, B., Ruths, M., Greene, G. W., Jay, G. D., Israelachvili, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption,+lubrication,+and+wear+of+lubricin+on+model+surfaces:+Polymer+brush-like+behavior+of+a+glycoprotein.">Adsorption, lubrication, and wear of lubricin on model surfaces: Polymer brush-like behavior of a glycoprotein.</a> Biophys J. 92, 1693-1708 (2007).</li><li>Sui, X. F., Zapotoczny, S., Benetti, E. M., Schon, P., Vancso, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+molecular+engineering+of+surface-grafted+polymer+brushes+across+the+length+scales+by+atomic+force+microscopy.">Characterization and molecular engineering of surface-grafted polymer brushes across the length scales by atomic force microscopy.</a> J Mater Chem. 20, 4981-4993 (2010).</li><li>Li, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covalently+Cross-Linked+Hydrogel+Brushes+with+Tunable+Interfacial+and+Bulk+Properties.">Covalently Cross-Linked Hydrogel Brushes with Tunable Interfacial and Bulk Properties.</a> Macromolecules. 44, 5344-5351 (2011).</li><li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomechanical+and+tribological+characterization+of+the+MPC+phospholipid+polymer+photografted+onto+rough+polyethylene+implants.">Nanomechanical and tribological characterization of the MPC phospholipid polymer photografted onto rough polyethylene implants.</a> Colloid Surface B. 108, 285-294 (2013).</li><li>Yoshizawa, H., Chen, Y. -. L., Israelachvili, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fundemental+mechanisms+of+interfacial+friction.+1.+Relation+between+adhesion+and+friction.">Fundemental mechanisms of interfacial friction. 1. Relation between adhesion and friction.</a> J. Phys. Chem. 97, 4128-4140 (1993).</li><li>Maeda, N., Chen, N. H., Tirrell, M., Israelachvili, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+and+friction+mechanisms+of+polymer-on-polymer+surfaces.">Adhesion and friction mechanisms of polymer-on-polymer surfaces.</a> Science. 297, 379-382 (2002).</li><li>Klein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear,+friction,+and+lubrication+forces+between+polymer-bearing+surfaces.">Shear, friction, and lubrication forces between polymer-bearing surfaces.</a> Annu Rev Mater Sci. 26, 581-612 (1996).</li><li>Leger, L., Raphael, E., Hervet, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface-anchored+polymer+chains:+Their+role+in+adhesion+and+friction.">Surface-anchored polymer chains: Their role in adhesion and friction.</a> Adv Polym Sci. 138, 185-225 (1999).</li><li>Binder, K., Kreer, T., Milchev, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer+brushes+under+flow+and+in+other+out-of-equilibrium+conditions.">Polymer brushes under flow and in other out-of-equilibrium conditions.</a> Soft Matter. 7, 7159-7172 (2011).</li><li>Galuschko, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frictional+Forces+between+Strongly+Compressed,+Nonentangled+Polymer+Brushes:+Molecular+Dynamics+Simulations+and+Scaling+Theory.">Frictional Forces between Strongly Compressed, Nonentangled Polymer Brushes: Molecular Dynamics Simulations and Scaling Theory.</a> Langmuir. 26, 6418-6429 (2010).</li><li>Spirin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-brush+lubrication+in+the+limit+of+strong+compression.">Polymer-brush lubrication in the limit of strong compression.</a> Eur Phys J E. 33, 307-311 (2010).</li><li>Schorr, P. A., Kwan, T. C. B., Kilbey, S. M., Shaqfeh, E. S. G., Tirrell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shear+forces+between+tethered+polymer+chains+as+a+function+of+compression,+sliding+velocity,+and+solvent+quality.">Shear forces between tethered polymer chains as a function of compression, sliding velocity, and solvent quality.</a> Macromolecules. 36, 389-398 (2003).</li><li>Drummond, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric-Field-Induced+Friction+Reduction+and+Control.">Electric-Field-Induced Friction Reduction and Control.</a> Phys Rev Lett. 109, 154302 (2012).</li><li>Beer, S., Kutnyanszky, E., Sch&#246;n, P. M., Vancso, G. J., M&#252;ser, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent-induced+immiscibility+of+polymer+brushes+eliminates+dissipation+channels.">Solvent-induced immiscibility of polymer brushes eliminates dissipation channels.</a> Nat. Commun. 5, 3781 (2014).</li><li>Wong, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioinspired+self-repairing+slippery+surfaces+with+pressure-stable+omniphobicity.">Bioinspired self-repairing slippery surfaces with pressure-stable omniphobicity.</a> Nature. 477, 443-447 (2011).</li><li>Matyjaszewski, K., Xia, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atom+transfer+radical+polymerization.">Atom transfer radical polymerization.</a> Chem Rev. 101, 2921-2990 (2001).</li><li>Wagner, K., Cheng, P., Vezenov, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noncontact+Method+for+Calibration+of+Lateral+Forces+in+Scanning+Force+Microscopy.">Noncontact Method for Calibration of Lateral Forces in Scanning Force Microscopy.</a> Langmuir. 27, 4635-4644 (2011).</li><li>Green, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+and+torsional+spring+constants+of+atomic+force+microscope+cantilevers.">Normal and torsional spring constants of atomic force microscope cantilevers.</a> Rev. Sci. Instrum. 75, 1988-1996 (2004).</li><li>Vyas, M. K., Schneider, K., Nandan, B., Stamm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Switching+of+friction+by+binary+polymer+brushes.">Switching of friction by binary polymer brushes.</a> Soft Matter. 4, 1024-1032 (2008).</li><li>Persson, B. N. J., Albohr, O., Tartaglino, U., Volokitin, A. I., Tosatti, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+nature+of+surface+roughness+with+application+to+contact+mechanics,+sealing,+rubber+friction+and+adhesion.">On the nature of surface roughness with application to contact mechanics, sealing, rubber friction and adhesion.</a> J Phys-Condens Mat. 17, R1-R62 (2005).</li><li>Beer, S., M&#252;ser, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+dissipation+mechanisms+and+the+effect+of+the+solvent+in+friction+between+polymer+brushes+on+rough+surfaces.">Alternative dissipation mechanisms and the effect of the solvent in friction between polymer brushes on rough surfaces.</a> Soft Matter. 9, 7234-7241 (2013).</li><li>Persson, B. N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theory+of+rubber+friction+and+contact+mechanics.">Theory of rubber friction and contact mechanics.</a> J Chem Phys. 115, 3840-3861 (2001).</li><li>Briels, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+forces+in+flowing+soft+matter.">Transient forces in flowing soft matter.</a> Soft Matter. 5, 4401-4411 (2009).</li><li>Chen, M., Briscoe, W. H., Armes, S. P., Klein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lubrication+at+Physiological+Pressures+by+Polyzwitterionic+Brushes.">Lubrication at Physiological Pressures by Polyzwitterionic Brushes.</a> Science. 323, 1698-1701 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

وتظهر النتائج المقدمة أن الاحتكاك، لأنظمة إمتزاج من الفرش الإذابة بالإكترونات بشكل فردي، يتم تقليل بقوة بالمقارنة مع أنظمة غير قابلة للامتزاج التقليدية لاثنين من نفس فرش الإذابة بالإكترونات. الامتصاصية المفضل للمذيبات مختلفة في فرش اثنين يمنع فرش من interdigitating وبالتالي مصدرا رئيسيا للملابس وتبديد في الاحتكاك فرشاة البوليمر هو القضاء. وبالتالي فإن الطريقة المعروضة تختلف اختلافا جوهريا عن انزلاق محبة للماء جافة على الفرش مسعور، حيث سيتم تحديد الاحتكاك بواسطة التفاعلات فرشاة محددة 27. في الواقع، عند القص PMMA على PNIPAM (انهارت ارتفاع 166 نانومتر) دون المذيبات، وجدنا أن الاحتكاك كان أعلى بنسبة 50٪ مقارنة لتجف PMMA على PMMA (انهارت ارتفاع 236 م). كما سبق أن ذكرنا قريبا في الملاحظات من قسم &#39;بروتوكول&#39;، وهناك زوجين من النقاط الحاسمة التي تحتاج إلى أن يوضع في الاعتبار أثناء أداءهذه التجارب معينة: أولا، acetophenone هو أفضل مذيب للPNIPAM من الماء. وبالتالي، ينبغي الحرص على أن acetophenone لا يدخل الفرشاة PNIPAM عن طريق تبليل فرشاة PNIPAM مع الكثير من الماء. منذ acetophenone والماء لا يختلطان، فإن acetophenone الآن لم تدخل فرشاة PNIPAM. هذا هو السبب في أننا لم تزج نظامنا تماما في acetophenone، ولكن بدلا من ذلك خلق الشعرية acetophenone لنظام غير قابلة للامتزاج. وهناك سبب آخر لغمر ناقصة غير أن النتائج غمر كاملة في الهيدروناميكا قوية جدا، بحيث يمكننا قياس فقط السحب ستوكس على الغروانية وناتئ. ثانيا، في تجارب AFM تقترن الثوابت الربيع التوائية وطبيعية. سوف الكابولي مع انخفاض ثابت ربيع الطبيعي أيضا أن يكون منخفض نسبيا ثابتة الربيع التوائية، والعكس بالعكس. وهذا يحد من أدنى معامل الاحتكاك للقياس ل&gt; 10 -3. وهكذا، من أجل قياس تخفيض الاحتكاك الكامل، والاحتكاك لسوءيحتاج نظام cible أن تكون عالية. ويتحقق ذلك عن طريق استخدام طويلة فرش عالية الكثافة وسرعة القص عالية نسبيا من عادة 100 م / ثانية. وعلاوة على ذلك، الشعرية بين فرش يزيد أيضا من قوى الاحتكاك. قمنا بقياس معامل أدنى احتكاك، لنظام إمتزاج 22، من μ = 0.003 تحت الضغط العادي تقدر ب 200 كيلو باسكال. باستخدام نفس الظروف التجريبية، وجدنا أن μ = 0.15 لنظام غير قابلة للامتزاج. لاحظ أن أجريت التجارب في بيئة معملية رقابة وأن الأسطح المستخدمة في صناعة ليست مثالية كما تستخدم في التجارب المعروضة. معظم الأسطح لديها توزيع خشونة غير موحدة 28 وبالتالي asperities عديدة من مختلف الأشكال والأحجام. خلال اصطدام اثنين asperities الحاملة للفرشاة، ويتكون من الاحتكاك من قنوات مختلفة تبديد 29. آليات تبديد القادمة إلى الحالة المستقرة، مثل interdigitaنشوئها وتدفق المذيبات، وسوف تكون هناك آثار hysteretic في شكل 30 بسبب الوقت الاسترخاء البطيء للبوليمرات والمذيبات. الى جانب ذلك، يتم تشكيل الشعيرات الدموية وكسر. في النظم فرشاة قابلة للامتزاج المستخدمة تقليديا، تشابك عابر 31 يضاعف التباطؤ shape- والشعرية. مع نظام إمتزاج المعروضة هنا، يتم التخلص من تشابك عابرة جدا. وعلاوة على ذلك، التباطؤ الشعرية يمكن التحايل من خلال تطبيق اثنين من المذيبات إمتزاج. ولذلك، أيضا لأسطح خشنة أكثر شيوعا، والاحتكاك وارتداء سيتم تخفيض باستخدام أنظمة فرشاة إمتزاج 22. المصدر الرئيسي للاحتكاك الذي لا يزال هو تشوه الفرشاة. يمكن ترسيخ البوليمرات polyzwitterionic، والتي من المشهود لهم احتكاك منخفضة جوهري 32، على أحد الأسطح تقليل الأخير. في مثل هذه الأنظمة الضغط الاسموزي من المذيب هو الناتجة عالية في تشوه فرشاة صغيرة تحت الأحمال طبيعية عالية. الالطريقة المعروضة نظم فرشاة إمتزاج يمكن تطبيقها في أي نظام حيث الاحتكاك المنخفض أمر مرغوب فيه. وظائف الطريقة جيدا تحت الضغوط العالية. ومع ذلك، ينبغي الحرص على أن يتم الإبقاء على حرارة حول RT. درجات الحرارة المرتفعة تضر البوليمرات، والذي يؤدي السائل للتدفق من الاتصال والاحتكاك عالية بالتالي. أمثلة على التطبيق المحتمل هي: المحاقن، وأنظمة المكبس، محامل محور والمفصلات.

مواد التشحيم مثالية تقلل الاحتكاك وارتداء للمواد الصلبة في الحركة النسبية حتى عندما الاحمال العادية مرتفعة. ولتحقيق ذلك، ينبغي أن يظل زيوت التشحيم في اتصال أثناء انزلاق و إراحته. ومع ذلك، تحت الحمل الطبيعي إيجابي، وتقلص بسيطة، والسوائل منخفضة اللزوجة بسرعة للخروج من منطقة التماس وطرد الزيوت أعلى من اللزوجة في نهاية المطاف. ومع ذلك، والاتصالات البيولوجية، على سبيل المثال، في مفاصل الإنسان، لا تزال مشحم مع السوائل منخفضة اللزوجة في جميع الأوقات. طبيعة تدرك هذا تزييت كفاءة استخدام سلاسل السكر تعلق على الأسطح الصلبة 1. سلاسل السكر ماء تبقي السائل المائي في الاتصال شريطة أن يكون الضغط العادي لا يتجاوز الضغط الاسموزي من المذيبات 2. ولذلك، فإن الكثير من الجهد قد وجهت نحو محاكاة مواد التشحيم البيولوجية عن طريق تطعيم البوليمرات على الأسطح الصلبة تشكيل ما يسمى فرش البوليمر 3-12. عندما اثنين من البوليمر المنافسيتم إحضارها فرش في الاتصال، ويمكن أن قطاعات من سلاسل البوليمر على جانب واحد يتحرك في قطاعات سلسلة فرشاة في الجانب المعاكس. وهذا ما يسمى تأثير تشابك 13. عندما الفرش هي في الحركة النسبية انزلاق، تشابك هي المصدر الرئيسي للملابس 14 والاحتكاك 15-17. في الواقع، في الآونة الأخيرة، والعلاقات الاحتكاك السرعة للانزلاق فرش البوليمر وقد استمدت 18. وتستند هذه القوانين التوسع في تشابك ويترتب على ذلك التمدد والانحناء من البوليمرات على انزلاق. الخصائص الرئيسية تتفق مع نتائج التجارب سطح الجهاز قوات 19 والديناميات الجزيئية (MD) المحاكاة 20. في الأخير على درجة من التداخل يمكن كميا مباشرة. وعلاوة على ذلك، فقد تبين أن التداخل بين فرش متضاعف الكتروليتي يمكن ضبطها من خلال تطبيق حقل كهربائي 21. وهكذا، إذا تشابك يمكن التحايل، والاحتكاك وارتداء في هذه الأنظمة سيكون significanانخفاض TLY. في منشور صدر مؤخرا 22 أظهرنا عن طريق المحاكاة MD أن اثنين من إمتزاج أنظمة فرشاة البوليمر الإذابة بالإكترونات تمنع التداخل بين الفرش. وعلاوة على ذلك، عند انزلاق الفرش، وجدنا انخفاضا من قوة الاحتكاك من قبل اثنين من أوامر من حجم بالمقارنة مع أنظمة فرشاة قابلة للامتزاج التقليدية، في اتفاق ممتازة مع لدينا قوة المجهر الذري (AFM) القياسات. هنا، نحن يشرح بالتفصيل كيفية إعداد التجارب AFM المرجع. ورسمت 22. المبدأ الأساسي في الشكل 1. وعلى اثنين من مكافحة السطوح، واثنين من فرش مختلفة، كل الإذابة بالإكترونات بواسطة المذيبات المفضل الخاصة بهم، وهناك حاجة. في هذا التكوين لا يزال كل فرشاة في المذيبات الخاص بها. ونتيجة لذلك، شرائح البوليمر من فرشاة واحدة لا تخترق فرشاة أخرى. والمطعمة بولي (ميتاكريليت الميثيل) (PMMA) من التحقيق الغروية AFM والإذابة بالإكترونات الفرشاة التي كتبها acetophenone. من بولي سطح مستو (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) والمطعمة والإذابة بالإكترونات في الماء. للمقارنة بين النظام الحالي لأنظمة غير قابلة للامتزاج التقليدية، يتم إجراء الثاني شقة مكافحة سطح تحمل فرشاة PMMA الإذابة بالإكترونات في acetophenone. قوة الاحتكاك تقاس على انزلاق النظام إمتزاج من PMMA على PNIPAM ما يقرب من 1٪ من الاحتكاك لنظام غير قابلة للامتزاج من PMMA على PMMA. لاحظ أن استخدام هذه الأنظمة فرشاة معينة هو مجرد مثال واحد. الطريقة المعروضة هو عام ويعمل بسبب الامتصاصية فضل من المذيبات في فرش مختلفة. لذلك، من المتوقع أن تكون قابلة للتطبيق، ما دام المذيبات اختيار إزالة والمزيج في فرش اثنين من أكثر أنواع الفرش. يتم تضخيمه تأثير باستخدام اثنين من المذيبات غير لخلط (مثل acetophenone والماء) بحيث يتم إنشاء السائل على اساس انزلاق السائل زلق اضافية اجهة 22،23.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="974">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:241px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:108px;">Company</td>
			<td style="width:105px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:520px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methyl methacrylate</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>M55909&#160;</td>
			<td>Monomer for PMMA synthesis, cleaned by pressing through a basic alumina column</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3-aminopropyl)triethoxysilane</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140</td>
			<td>vapor deposited silane monolayer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">triethylamine</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0886</td>
			<td>Reagent for the ATRP initiator moiety coupling.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2-bromo-2-methylpropionyl</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>252271</td>
			<td>ATRP initiator moiety.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">toluene</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">20150501</td>
			<td>Coupling medium for ATRP moiety</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CuBr</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>212865</td>
			<td>ATRP catalyst.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2,2&#8242;-Bipyridyl</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>14453</td>
			<td>Cu complexing ligand for ATRP of MMA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N,N,N&#8242;,N&#8242;&#8242;,N&#8242;&#8242;-Pentamethyldiethylenetriamine</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>369497</td>
			<td>Cu complexing ligand for ATRP of NIPAM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">acetic acid 98-100%</td>
			<td style="width:108px;">Merck</td>
			<td>8187551000</td>
			<td>For&#160; cleaning CuBr.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sulfuric acid</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>320501</td>
			<td>For the preparation of Piranha solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Hydrogen peroxide 33%</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;">&#160;1.07210.1000</td>
			<td>For the preparation of Piranha solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;">1.00983.1000</td>
			<td>For cleaning substrates.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Basic aluminum oxide 60&#160;</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Merck</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td>For cleaning monomers.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chloroform</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">3080501</td>
			<td>For monolayer deposition and substrate cleaning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Methanol</td>
			<td style="width:108px;">&#160;Biosolve</td>
			<td style="width:105px;">13680501</td>
			<td>For polymerization medium.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetophenone</td>
			<td style="width:108px;">Acros Organics</td>
			<td>&#160;102410010</td>
			<td>For AFM measurement environment.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N-isopropyl acrylamide</td>
			<td style="width:108px;">Acros Organics</td>
			<td>412780250</td>
			<td>Monomer for PNIPAM synthesis, recrystallized from toluene/hexane</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Poly(ethylene glycol) methacrylate&#160;</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>409529</td>
			<td>Monomer for Si-POEGMA synthesis, cleaned by pressing through a basic alumina column.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;">MilliQ water</td>
			<td style="width:108px;">MilliQ Advantage A 10 purification system&#160;</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td style="width:520px;">ATRP medium, AFM measurement environment 
			and for substrate cleaning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silicon substrates&#160;</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">Gold coated substrates</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;">AFM probe, CP-FM-Au,&#160;</td>
			<td style="width:108px;">SQube</td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td>AFM measurement</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:241px;">dithiodiundecane-11,1-diybis[2-bromo-2-methlpropanoate] (DTPR)</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td style="width:520px;">Initiator, for Si-ATRP on gold surfaces. 
			Synthesized according to Macromolecules, 2000, 33,597.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:241px;"></td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:105px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Atomic Frorce Microscope</td>
			<td colspan="2">Bruker Multimode V controller</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation and friction force microscopy measurements of immiscible, opposing polymer brushes

ومن المعروف جيدا فرش البوليمر الإذابة بالإكترونات لتليين الاتصالات ذات الضغط العالي، لأنها يمكن أن الحفاظ على الحمل الطبيعي الإيجابي مع الحفاظ على الاحتكاك المنخفض في واجهة. ومع ذلك، يمكن لهذه الأنظمة أن تكون حساسة لارتداء نظرا لتشابك من فرش معارضة. في منشور صدر مؤخرا، لقد أظهرنا عبر ديناميات المحاكاة الجزيئية والتجارب قوة المجهر الذرية، أن استخدام نظام فرشاة البوليمر إمتزاج إنهاء الركيزة والسطوح المنزلق، على التوالي، يمكن القضاء على مثل تشابك. ونتيجة لذلك، وارتداء في الاتصالات هو انخفاض. وعلاوة على ذلك، فإن قوة الاحتكاك هي طلبين من حجم أقل مقارنة بأنظمة فرشاة غير قابلة للامتزاج البوليمر التقليدية. ولذا فإن هذا النظام المقترح حديثا يحمل إمكانات كبيرة لتطبيقها في الصناعة. هنا، فإن المنهجية لبناء نظام فرشاة البوليمر إمتزاج اثنين من فرش مختلفة في كل الإذابة بالإكترونات بواسطة المذيبات المفضل الخاصة بهم وتقدم. الإجراء كيفية تطعيم صيوصف OLY (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) من سطح مستو وبولي (ميتاكريليت الميثيل) (PMMA) من مجهر القوة الذرية (AFM) التحقيق الغروية. والإذابة بالإكترونات PNIPAM في الماء وPMMA في acetophenone. عبر قياسات AFM قوة الاحتكاك، فإنه يظهر أن الاحتكاك لهذا النظام هو انخفاض في الواقع من قبل اثنين من أوامر من حجم بالمقارنة مع نظام غير قابلة للامتزاج من PMMA على PMMA الإذابة بالإكترونات في acetophenone.

ويبين الشكل 4 آثار قوة AFM تمثيلية على انزلاق كل من مزوج وأنظمة فرشاة البوليمر إمتزاج. وتطبيع F قوة الاحتكاك من قبل قوة الاحتكاك في حالة مستقرة انزلاق F SYM لمتماثل، ونظام غير قابلة للامتزاج. وكان ارتفاع فرشاة تورم في هذه التجارب 1،010 نانومتر لPMMA و 532 نانومتر للPNIPAM. يتم التقاط آثار القوة بعد اتباع الإجراءات الموضحة في قسم البروتوكول. في هذه التجارب تم نقل سطح ذهابا وإيابا مع الخامس سرعة 80 ميكرون / ثانية أثناء تطبيق الحمل الطبيعي من 30 ن ن. الفرق في قوة الاحتكاك للاختلاط (اللوحة اليسرى) وإمتزاج (يمين لوحة) أنظمة فرشاة يمكن ملاحظة بشكل واضح. قوة الاحتكاك حالة مستقرة في اللوحة اليسرى هي 90X أعلى من قوة الاحتكاك حالة مستقرة في اللوحة اليمنى. لنظام إمتزاج قوة الاحتكاك تقاس عادة 0.5-2٪ من قوة الاحتكاك و قياسأو نظام غير قابلة للامتزاج. على الرغم من أن تخفيض الاحتكاك بالضبط يعتمد على كثافة التطعيم، ودرجة البلمرة، كمية المذيب، و (ضعيف) على الحمل الطبيعي وانزلاق السرعة، هو دائما حول اثنين من أوامر من حجم. إذا كان لنا أن زيادة سرعة انزلاق لنظام المذكورة أعلاه بمعامل 5 (إلى 400 ميكرون / ثانية)، يقلل من الاحتكاك تخفيض بنسبة 2٪. إذا كان لنا أن زيادة الحمل الطبيعي بعامل 10 (إلى 300 ن ن)، يقلل من الاحتكاك تخفيض بنسبة 3٪. <img alt="الشكل (1)" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig1highres.jpg" /> الشكل 1. رسم تخطيطي من الإعداد. وتظهر اللوحة اليسرى النظام غير قابلة للامتزاج، حيث يتم المطعمة نفس البوليمرات من على سطح الأرض والغروانية. والإذابة بالإكترونات الفرش في السائل مرحلة واحدة. وتظهر اللوحة اليمنى النظام إمتزاج اثنين من فرش البوليمر مختلفة. والإذابة بالإكترونات كل الفرشاة في السائل المفضل الخاص به. في التقليديةأنظمة قابلة للامتزاج البوليمرات من فرش المعاكس تتداخل. لنظام إمتزاج، وفرش المعاكس لا يشابك بحيث الاحتكاك وارتداء أثناء يتم تقليل انزلاق. <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" width="700px" /> الشكل 2. رسم تخطيطي لإجراء إعداد العينة كما هو موضح في قسم البروتوكولات. من اليسار إلى اليمين يظهر الإجراء من إعداد الفرشاة عبر ترسيب البادئ والسطحية بدأت نقل ذرة البلمرة الراديكالية (SI ATRP). مسار (A) يصف فرش المطعمة من السطوح السيليكون، (B) فرش المطعمة من الذهب المطلي السطوح السيليكون و (C) فرش المطعمة من الغرويات الذهب على القوة الذرية تحقيقات المجهري. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة ال</a>نسخة arger من هذا الرقم. <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig3highres.jpg" /> الشكل 3. FTIR أطياف PMMA (الأزرق) وPNIPAM (الأخضر) فرش على السيليكون (خطوط سميكة) والذهب (خطوط رقيقة). وقد اتخذ البيانات من ملحق. حصيرة. المرجع. 22. wavenumbers PMMA (سم - 1): 3،050-2،990 (CH تمتد الاهتزاز)، 1،730 C = O (الرابطة المزدوجة تمتد الاهتزاز)، 1،450 (CH 3 CH 2 وتشوه الاهتزاز)، 1،260-1،040 (السندات واحد انبا تمتد الاهتزاز )، 880-960 (COC السندات واحد تشوه الاهتزاز). في 1،730 سم - 1 مميزة تمتد الذروة اهتزاز C = يا جماعة هو واضح wavenumbers PNIPAM (سم -1): 3،289 (NH المتماثلة وغير المتماثلة الاهتزاز تمتد)، 3،078، 2،971، 2،933، 2،874 (CH غير المتماثلة ومتماثل تمتد. الاهتزاز في -CH &lt;فرعية&gt; 2 -)، 1،635 (C = O تمتد الاهتزاز)، 1،535 (أميد II)، 1،458 (CH غير المتماثلة التشوهات الانحناء)، 1،386 (CH متماثل التشوهات الانحناء)، 1،366-1،170 (CN الاهتزازات تمتد غير المتماثلة). في 1،635 1،535 وسم - 1 مميزة تمتد قمم الاهتزاز من مجموعة أميد هي واضحة. <img alt="الشكل (4)" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig4highres.jpg" width="700px" /> الشكل 4. بلغ متوسط ​​وتصفيتها وتلطيف آثار قوة على انزلاق غير قابلة للامتزاج (يسار) و (الحق) أنظمة إمتزاج (معدلة من المرجع 22). يتم نقل سطح ذهابا وإيابا بنسبة 40 ميكرون بمعدل-SCAN من 1 هرتز و الحمل الطبيعي من 30 ن ن.

Watch this Scientific Journal Video about Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes at JoVE.com

Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

إعداد والاحتكاك قوة المجهر قياسات للامتزاج، معارضة فرش بوليمر

Solvated polymer brushes are well known to lubricate high-pressure contacts, because they can sustain a positive normal load while maintaining low ...

preparation-friction-force-microscopy-measurements-immiscible

Research

JoVE Journal

Engineering

13.9K Views.  Forschungszentrum Jülich. The methodology to perform friction force microscopy experiments for contacting brushes is presented: Two polymer brushes that are grafted from (a) substrates and (b) colloidal probes are slid to show that, by using two contacting immiscible brush systems, friction in sliding contacts is reduced compared to miscible brush systems.

Video: Preparation and Friction Force Microscopy Measurements of Immiscible, Opposing Polymer Brushes

Atomic Force Microscopy of Red-Light Photoreceptors Using PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be measured to ~10 pN by a laser and sectored detector, which can be converted to image topography. Amplitude modulation or &#8220;tapping mode&#8221; AFM involves the probe making intermittent contact with the surface while oscillating at its resonant frequency to produce an image. Used in conjunction with a fluid cell, tapping-mode AFM enables the imaging of biological macromolecules such as proteins in physiologically relevant conditions. Tapping-mode AFM requires manual tuning of the probe and frequent adjustments of a multitude of scanning parameters which can be challenging for inexperienced users. To obtain high-quality images, these adjustments are the most time consuming.
PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) produces an image by measuring a force response curve for every point of contact with the sample. With ScanAsyst software, PF-QNM can be automated. This software adjusts the set-point, drive frequency, scan rate, gains, and other important scanning parameters automatically for a given sample. Not only does this process protect both fragile probes and samples, it significantly reduces the time required to obtain high resolution images. PF-QNM is compatible for AFM imaging in fluid; therefore, it has extensive application for imaging biologically relevant materials.
The method presented in this paper describes the application of PF-QNM to obtain images of a bacterial red-light photoreceptor, RpBphP3 (P3), from photosynthetic R. palustris in its light-adapted state. Using this method, individual protein dimers of P3 and aggregates of dimers have been observed on a mica surface in the presence of an imaging buffer. With appropriate adjustments to surface and/or solution concentration, this method may be generally applied to other biologically relevant macromolecules and soft materials.

A method for investigating the structure of a protein photoreceptor using atomic force microscopy (AFM) is described in this paper. PeakForce Quantitative Nanomechanical Property Mapping (PF-QNM) reveals intact protein dimers on a mica surface.

القوة الذرية الميكروسكوب من الضوء الأحمر الخلايا المستقبلة عن طريق رسم الخرائط PeakForce الكمية النانوميكانيكية الملكية

Atomic force microscopy (AFM) uses a pyramidal tip attached to a cantilever to probe the force response of a surface. The deflections of the tip can be ...

Sub-nanometer Resolution Imaging with Amplitude-modulation Atomic Force Microscopy in Liquid

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown that when operated in amplitude-modulation (tapping) mode, atomic or molecular-level resolution images can be achieved over a wide range of soft and hard samples in liquid. In these situations, small oscillation amplitudes (SAM-AFM) enhance the resolution by exploiting the solvated liquid at the surface of the sample. Although the technique has been successfully applied across fields as diverse as materials science, biology and biophysics and surface chemistry, obtaining high-resolution images in liquid can still remain challenging for novice users. This is partly due to the large number of variables to control and optimize such as the choice of cantilever, the sample preparation, and the correct manipulation of the imaging parameters. Here, we present a protocol for achieving high-resolution images of hard and soft samples in fluid using SAM-AFM on a commercial instrument. Our goal is to provide a step-by-step practical guide to achieving high-resolution images, including the cleaning and preparation of the apparatus and the sample, the choice of cantilever and optimization of the imaging parameters. For each step, we explain the scientific rationale behind our choices to facilitate the adaptation of the methodology to every user's specific system.

We present a method for achieving sub-nanometer resolution images with amplitude-modulation (tapping mode) atomic force microscopy in liquid. The method is demonstrated on commercial atomic force microscopes. We explain the rationale behind our choices of parameters and suggest strategies for resolution optimization.

نانومتر الفرعي التصوير القرار مع السعة التشكيل الذرية المجهري القوة في السائل

Atomic force microscopy (AFM) has become a well-established technique for nanoscale imaging of samples in air and in liquid. Recent studies have shown ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

إنتاج وتوصيف لفراغ أودعت العضوية الضوء التي تنبعث منها الثنائيات

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry application was found in the automotive industry in 2003 for the aluminum alloy that was used in the rear doors of automobiles. Friction stir spot welding is mostly used in Al alloys to create lap joints. The benefits of friction stir spot welding include a nearly 80% melting temperature that lowers the thermal deformation welds without splashing compared to resistance spot welding. Friction stir spot welding includes 3 steps: plunging, stirring, and retraction. In the present study, other materials including high strength steel are also used in the friction stir welding method to create joints. DP780, whose traditional welding process involves the use of resistance spot welding, is one of several high strength steel materials used in the automotive industry. In this paper, DP780 was used for friction stir spot welding, and its microstructure and microhardness were measured. The microstructure data showed that there was a fusion zone with fine grain and a heat effect zone with island martensite. The microhardness results indicated that the center zone exhibited a greater degree of hardness compared with the base metal. All data indicated that the friction stir spot welding used in dual phase steel 780 can create a good lap joint. In the future, friction stir spot welding can be used in high-strength steel welding applied in industrial manufacturing processes.

Here, we present a friction stir spot welding (FSSW) protocol on dual phase 780 steel. A tool pin with high-speed rotation generates heat from friction to soften the material, and then, the pin plunges into 2 sheet joints to create the lap joint.

توليد مفاصل اللفة عن طريق الاحتكاك اثارة بقعة لحام على الصلب DP780

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

X-ray Beam Induced Current Measurements for Multi-Modal X-ray Microscopy of Solar Cells

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is employed simultaneously with other techniques within a multi-modal X-ray microscopy approach. An example is given herein combining XBIC with X-ray fluorescence to enable point-by-point correlations of the electrical performance with chemical composition. For the highest signal-to-noise ratio in XBIC measurements, lock-in amplification plays a crucial role. By this approach, the X-ray beam is modulated by an optical chopper upstream of the sample. The modulated X-ray beam induced electrical signal is amplified and demodulated to the chopper frequency using a lock-in amplifier. By optimizing low-pass filter settings, modulation frequency, and amplification amplitudes, noise can efficiently be suppressed for the extraction of a clear XBIC signal. A similar setup can be used to measure the X-ray beam induced voltage (XBIV). Beyond standard XBIC/XBIV measurements, XBIC can be measured with bias light or bias voltage applied such that outdoor working conditions of solar cells can be reproduced during in-situ and operando measurements. Ultimately, the multi-modal and multi-dimensional evaluation of electronic devices at the nanoscale enables new insights into the complex dependencies between composition, structure, and performance, which is an important step towards solving the materials&#39; paradigm.

A setup for X-ray beam induced current measurements at synchrotron beamlines is described. It unveils the nanoscale performance of solar cells and extends the suite of techniques for multi-modal X-ray microscopy. From wiring to signal-to-noise optimization, it is shown how to perform state-of-the-art XBIC measurements at a hard X-ray microprobe.

الأشعة السينية شعاع القياسات الحالية المستحثة لمتعدد مشروط الأشعة السينية المجهرية للخلايا الشمسية

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is ...

Hydrogen Charging of Aluminum using Friction in Water

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high amounts of hydrogen into aluminum based on the chemical reaction between water and non-oxide coated aluminum.

In order to introduce high amounts of hydrogen in aluminum and aluminum alloys, a new method of hydrogen charging was developed, called the friction in water procedure.

شحن الهيدروجين من الألومنيوم باستخدام الاحتكاك في الماء

A new method of hydrogen charging of aluminum was developed by means of a friction in water (FW) procedure. This procedure can easily introduce high ...

Co-localizing Kelvin Probe Force Microscopy with Other Microscopies and Spectroscopies: Selected Applications in Corrosion Characterization of Alloys

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin probe, both of which measure the Volta potential difference (VPD) between an oscillating probe tip and a sample surface by applying a nulling voltage equal in magnitude but opposite in sign to the tip-sample potential difference. By scanning a conductive KPFM probe over a sample surface, nanoscale variations in surface topography and potential can be mapped, identifying likely anodic and cathodic regions, as well as quantifying the inherent material driving force for galvanic corrosion.
Subsequent co-localization of KPFM Volta potential maps with advanced scanning electron microscopy (SEM) techniques, including back scattered electron (BSE) images, energy dispersive spectroscopy (EDS) elemental composition maps, and electron backscattered diffraction (EBSD) inverse pole figures can provide further insight into structure-property-performance relationships. Here, the results of several studies co-localizing KPFM with SEM on a wide variety of alloys of technological interest are presented, demonstrating the utility of combining these techniques at the nanoscale to elucidate corrosion initiation and propagation.
Important points to consider and potential pitfalls to avoid in such investigations are also highlighted: in particular, probe calibration and the potential confounding effects on the measured VPDs of the testing environment and sample surface, including ambient humidity (i.e., adsorbed water), surface reactions/oxidation, and polishing debris or other contaminants. Additionally, an example is provided of co-localizing a third technique, scanning confocal Raman microscopy, to demonstrate the general applicability and utility of the co-localization method to provide further structural insight beyond that afforded by electron microscopy-based techniques.

Kelvin probe force microscopy (KPFM) measures surface topography and differences in surface potential, while scanning electron microscopy (SEM) and associated spectroscopies can elucidate surface morphology, composition, crystallinity, and crystallographic orientation. Accordingly, the co-localization of SEM with KPFM can provide insight into the effects of nanoscale composition and surface structure on corrosion.

المشاركة في توطين مجهر قوة مسبار كلفن مع مجهرات ومطيافية أخرى: تطبيقات مختارة في توصيف التآكل للسبائك

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin ...

Optimizing Magnetic Force Microscopy Resolution and Sensitivity to Visualize Nanoscale Magnetic Domains

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force microscopy (AFM) probe whose tip has been magnetized vertically (i.e., perpendicular to the probe cantilever) is oscillated at a fixed height above the sample surface. The resultant shifts in the oscillation phase or frequency, which are proportional to the magnitude and sign of the vertical magnetic force gradient at each pixel location, are then tracked and mapped. Although the spatial resolution and sensitivity of the technique increases with decreasing lift height above the surface, this seemingly straightforward path to improved MFM images is complicated by considerations such as minimizing topographical artifacts due to shorter range van der Waals forces, increasing the oscillation amplitude to further improve sensitivity, and the presence of surface contaminants (in particular water due to humidity under ambient conditions). In addition, due to the orientation of the probe's magnetic dipole moment, MFM is intrinsically more sensitive to samples with an out-of-plane magnetization vector. Here, high-resolution topographical and magnetic phase images of single and bicomponent nanomagnet artificial spin-ice (ASI) arrays obtained in an inert (argon) atmosphere glovebox with &lt;0.1 ppm O2 and H2O are reported. Optimization of lift height and drive amplitude for high resolution and sensitivity while simultaneously avoiding the introduction of topographical artifacts is discussed, and detection of the stray magnetic fields emanating from either end of the nanoscale bar magnets (~250 nm long and &lt;100 nm wide) aligned in the plane of the ASI sample surface is shown. Likewise, using the example of a Ni-Mn-Ga magnetic shape memory alloy (MSMA), MFM is demonstrated in an inert atmosphere with magnetic phase sensitivity capable of resolving a series of adjacent magnetic domains each ~200 nm wide.

Magnetic force microscopy (MFM) employs a vertically magnetized atomic force microscopy probe to measure sample topography and local magnetic field strength with nanoscale resolution. Optimizing MFM spatial resolution and sensitivity requires balancing decreasing lift height against increasing drive (oscillation) amplitude, and benefits from operating in an inert atmosphere glovebox.

تحسين دقة الفحص المجهري للقوة المغناطيسية والحساسية لتصور المجالات المغناطيسية النانوية

Magnetic force microscopy (MFM) enables mapping local magnetic fields across a sample surface with nanoscale resolution. To perform MFM, an atomic force ...

Atomic Force Microscopy Cantilever-Based Nanoindentation: Mechanical Property Measurements at the Nanoscale in Air and Fluid

An atomic force microscope (AFM) fundamentally measures the interaction between a nanoscale AFM probe tip and the sample surface. If the force applied by the probe tip and its contact area with the sample can be quantified, it is possible to determine the nanoscale mechanical properties (e.g., elastic or Young&#39;s modulus) of the surface being probed. A detailed procedure for performing quantitative AFM cantilever-based nanoindentation experiments is provided here, with representative examples of how the technique can be applied to determine the elastic moduli of a wide variety of sample types, ranging from kPa to GPa. These include live mesenchymal stem cells (MSCs) and nuclei in physiological buffer, resin-embedded dehydrated loblolly pine cross-sections, and Bakken shales of varying composition.
Additionally, AFM cantilever-based nanoindentation is used to probe the rupture strength (i.e., breakthrough force) of phospholipid bilayers. Important practical considerations such as method choice and development, probe selection and calibration, region of interest identification, sample heterogeneity, feature size and aspect ratio, tip wear, surface roughness, and data analysis and measurement statistics are discussed to aid proper implementation of the technique. Finally, co-localization of AFM-derived nanomechanical maps with electron microscopy techniques that provide additional information regarding elemental composition is demonstrated.

Quantifying the contact area and force applied by an atomic force microscope (AFM) probe tip to a sample surface enables nanoscale mechanical property determination. Best practices to implement AFM cantilever-based nanoindentation in air or fluid on soft and hard samples to measure elastic modulus or other nanomechanical properties are discussed.

القوة الذرية المجهرية المسافة البادئة القائمة على الكابولي: قياسات الخواص الميكانيكية على المستوى النانوي في الهواء والسوائل

An atomic force microscope (AFM) fundamentally measures the interaction between a nanoscale AFM probe tip and the sample surface. If the force applied by ...

Determination of the Friction Coefficients of Icy Pavements Under Different Amounts of Snowfall

Ice on road surfaces can lead to a significant decrease in the friction coefficient, thus endangering driving safety. However, there are still no studies that provide exact friction coefficient values for pavements covered in ice, which is detrimental to both road design and the selection of winter road maintenance measures. Therefore, this article presents an experimental method to determine the friction coefficient of icy road surfaces in the winter. A British portable tester (BPT), also known as a pendulum friction coefficient meter, was employed for the experiment. The experiment was divided into the following five steps: the preparation of the equipment, the calculation and analysis of the snowfall, equipment calibration, friction coefficient determination, and data analysis. The accuracy of the final experiment is directly affected by the equipment accuracy, which is described in detail. Moreover, this article suggests a method for calculating the ice thickness for corresponding amounts of snowfall. The results illustrate that even patchy ice formed by very light snowfall may lead to a significant decrease in the friction coefficient of the pavement, thus endangering driving safety. Additionally, the friction coefficient is at its peak when the ice thickness reaches 5 mm, meaning protection measures should be taken to avoid the formation of such ice.

Here, we present a method for determining the friction coefficient of pavements with different ice thicknesses indoors. The complete procedure includes the preparation of the equipment, the calculation and analysis of the snowfall, equipment calibration, friction coefficient determination, and data analysis.

تحديد معاملات الاحتكاك للأرصفة الجليدية تحت كميات مختلفة من تساقط الثلوج

Ice on road surfaces can lead to a significant decrease in the friction coefficient, thus endangering driving safety. However, there are still no studies ...