Ringraziamo M. Hempenius e E. Benetti per le discussioni fruttuose, Y. Yu un attento controllo della ricetta, M. Vlot per la progettazione immagine di figura 1, C. Padberg e K. Smit per il supporto tecnico. EK riconosce l&#39;Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO, TOP di Grant 700.56.322, Macromolecole nanotecnologia con Stimolo Polymers Responsive) per il sostegno finanziario. SdB è stato sostenuto dalla Fondazione per la ricerca fondamentale sulla Materia (FOM), che è finanziato dalla Organizzazione olandese per la ricerca scientifica (NWO).

NOTA: Figura 2 illustra la procedura di preparazione del campione. Spazzole polimeriche sono stati innestati tra silicio (Si) substrati (path (a)), da substrati oro rivestite (100 nm oro evaporato su Si wafer avente a 10 nm strato di Cr adesione path (b)), e dalle sonde AFM colloidali oro (6 micron di diametro, percorso (c)) di superficie avviato atomo di trasferimento polimerizzazione radicale (SI-ATRP) 24. Le misurazioni AFM state effettuate su un multimode AFM con la testa a basso rumore, verticale impegnano scanner e una cella liquido. Preparazione 1. Campione <ol><li> Preparazione del supporto <ol><li> Iniziatore deposizione su superfici di silicio. <ol><li> Pulire i substrati di silicio con il cloroformio, poi la soluzione piranha, poi sciacquare con acqua purificata, etanolo e cloroformio. </li><li> Posizionare i supporti asciutti in un essiccatore intorno a un flacone contenente 50 ml (3-amminopropil) trietossisilano. </li><li> Evacuare l&#39;arguzia essiccatoreha Pompa rotativa per 15 minuti e chiuderlo in seguito. Lasciare che la deposizione di vapore di procedere O / N. </li><li> Preparare una soluzione di 40 ml di toluene (degassificata) e 40 microlitri trietilammina in una beuta. </li><li> Posizionare i substrati nel pallone e aggiungere goccia a goccia 40 ml 2-bromo-2-metilpropionil. Mantenere i substrati nella soluzione, per evitare la deposizione di cristalli di sale formate in soluzione. </li><li> Mescolare la soluzione per 4 ore. </li><li> Risciacquare le substrati con toluene ed etanolo. Successivamente, posizionare i substrati nelle fiale di polimerizzazione. </li></ol></li><li> Iniziatore deposizione su superfici d&#39;oro <ol><li> Preparare una soluzione monostrato: sciogliere l&#39;acido 2-bromo-2-metil-propionico 11- [11- (2-bromo-2-metil-propionilossi) -undecyldisulfanyl] -undecyl estere in 20 ml di cloroformio degasato (0,2 mM). </li><li> Trasferimento ca. 1,5 ml di soluzione monostrato in una piccola fiala precedentemente lavata con Argon. </li><li> Pulire i substrati d&#39;oro rivestite con cloroformio esoluzione piranha. Successivamente risciacquare con acqua purificata, etanolo e cloroformio. </li><li> Immergere i substrati puliti nel monostrato-soluzione e chiudere il pallone. Conservare O / N in un luogo buio. </li><li> Pulire le sonde oro colloidale con etanolo e cloroformio immergendoli nei solventi. </li><li> Immergere le sonde colloidali nel flaconcino contenente la soluzione monostrato. Chiudere saldamente e conservarlo in un luogo scuro O / N. </li><li> Rimuovere i substrati dalla soluzione, lavare con cloroformio e etanolo. Successivamente, trasferire i substrati rivestiti iniziatore nel pallone polimerizzazione. </li><li> Rimuovere le sonde colloidali dalla soluzione monostrato, lavare con cloroformio e etanolo. Avanti, trasferire ogni sonda separatamente nel flaconcino di polimerizzazione. </li></ol></li></ol></li><li> Polimerizzazione <ol><li> SI-ATRP di PMMA <ol><li> Eliminare il pallone e fiale, contenente i substrati iniziatore coperte (sia Si e oro) e le sonde colloidali con Argon per 30 min. </li><li> Sciogliere 10 g di metilmetacrilato (MMA) nel mezzo ATRP (10 ml di metanolo miscela / acqua con rapporto 5: 1) e degassare la soluzione per 2 ore. </li><li> Aggiungere 145 mg e 320 mg CuBr 2,2-bipiridina in un pallone munito di ancoretta magnetica, e deoxygenize da 3 cicli di recupero informazioni vuoto-Ar. </li><li> Trasferire la soluzione monomero degasata nel pallone (contenente il rame) e mescolare per altri 15 minuti fino a quando si osserva una chiara soluzione marrone. </li><li> Attaccare un ago per una siringa 2 ml e lavare l&#39;ago e la siringa con argon 2-3 volte. </li><li> Prelevare polimerizzazione in soluzione 1 ml con la siringa e iniettare il contenuto nel piccolo flaconcino di reazione, contenente la sonda colloide. </li><li> Prelevare la soluzione rimanente con la siringa e iniettare il contenuto nel flacone di reazione, contenente le superfici piane. Aggiungere la soluzione sufficiente per sommergere completamente ogni campione. </li><li> Effettuare la polimerizzazione per 40 ore a temperatura ambiente. </li><li> Respostare i campioni dalla soluzione di polimerizzazione e lavare con etanolo e cloroformio in più cicli. La colorazione del campione indica la presenza del pennello. </li><li> Infine, asciugare i substrati in corrente di azoto. </li><li> Tenere superfici piane in una scatola di azoto. Conservare pennello polimero modificato sonde in toluene. </li></ol></li><li> SI-ATRP di PNIPAM 10 <ol><li> Eliminare la beuta e fiale, contenenti i substrati iniziatore coperte (sia Si e oro) e le sonde colloide con argon per 30 min. </li><li> Sciogliere 5,6 g -isopropylacrylamide N e 320 microlitri PMDETA nel medio ATRP (1,6 ml di acqua e 18 ml di metanolo) e degassare la soluzione per 2 ore. </li><li> Aggiungere 76 mg CuBr in un pallone munito di un agitatore magnetico, e deoxygenize da 3 cicli di recupero informazioni di vuoto-Ar. </li><li> Trasferire la soluzione degasata monomero nel pallone che contiene rame. Mescolare per altri 15 minuti fino a quando si osserva una soluzione verde chiaro. </li&gt; <li> Attaccare un ago per una siringa 2 ml e lavare l&#39;ago e la siringa con argon 2-3 volte. </li><li> Prelevare polimerizzazione in soluzione 1 ml con la siringa e iniettare il contenuto nel piccolo flaconcino di reazione, contenente la sonda colloide. Ripetere l&#39;operazione per tutte le sonde. </li><li> Prelevare la soluzione rimanente con la siringa e iniettare il contenuto nel pallone di reazione, contenente le superfici piane. Aggiungere la soluzione sufficiente per sommergere completamente ogni campione. </li><li> Effettuare la polimerizzazione per 2 ore a temperatura ambiente. </li><li> Rimuovere i campioni dalla soluzione di polimerizzazione e lavare con etanolo e acqua attraverso cicli multipli. Il colore apparente del campione indica la presenza del pennello. </li><li> Immergere il campione in soluzione 0,1 M EDTA e tenerlo nella soluzione O / N per rimuovere tutto il rame. Lavare con acqua purificata ed etanolo. </li><li> Tenere le superfici piane in una scatola di azoto. Conservare il pennello PNIPAM sonde modificati in acqua purificata. </li></ol></li></ol></li><li> Caratterizzazione Brush, Fourier Transform Infrared (Figura 3) NOTA: L&#39;uso di pascolo-angle modalità FTIR per i pennelli di polimero su substrato di oro e trasmissione modalità FTIR per i pennelli di polimero su substrato di Si. Asciugare con cura tutti i campioni. Qualsiasi contaminazione dell&#39;acqua e del solvente possono causare gravi danni del rivelatore. <ol><li> Avviare l&#39;apparecchio secondo il manuale fornito dal produttore. </li><li> Impostare i seguenti parametri per la misurazione del campione: compreso tra 900 e 3.700 centimetri -1 con una risoluzione di 4 cm -1 e media di 32 scansioni di ogni misurazione. </li><li> Pulire un substrato vuoto secondo il protocollo utilizzato per la preparazione del campione, asciugare attentamente e posizionarlo nella camera di misura. </li><li> Applicare il vuoto per 4 ore. Avanti, registrare una scansione in background. </li><li> Rimuovere il campione in bianco e posizionare la spazzola polimerica campione rivestito a secco nella camera del campione. </li><li> Applicare il vuoto nel sample da camera e registrare un campione di scansione ogni 30 minuti per 5 ore. </li><li> Identificare tutti i picchi negli spettri di confermare composizione chimica della spazzola polimerica. (Analizzare le scansioni con una linea di base retta solo.) </li></ol></li></ol> 2. AFM misura <ol><li> Scratch il supporto rivestito spazzola PMMA accuratamente con un ago, lavare con un buon solvente per rimuovere l&#39;eccesso di polimero e asciugarlo. </li><li> Montare i campioni nello strumento AFM e montare la sonda nella cella liquido. </li><li> Allineare il laser sull&#39;estremità del cantilever. </li><li> Con l&#39;uso della fotocamera, allineare la punta sopra un graffio. </li><li> Prima di avvicinarsi e di inserire la punta, impostare il formato di scansione 0 nm. Successivamente, coinvolgere la punta alla superficie. </li><li> Vai a &#39;modo di rampa&#39; e determinare la sensibilità deflessione tramite curve forza distanza. Calibrare la costante della molla normale utilizzando la &#39;melodia termico&#39; come implementata nel software e molla di torsione costante of cantilever utilizzando il metodo di Wagner et al. 25 <ol><li> Cattura il rumore termico torsionale del cantilever in aria per 2 sec usando l&#39;acquisizione dati ad alta velocità nel software (6,25 MHz). </li><li> Convertire il rumore termico nella densità spettrale di potenza (V 2 / Hz) utilizzando la trasformata di Fourier. </li><li> Determinare la risonanza fondamentale e il fattore di qualità del cantilever in aria utilizzando il picco di risonanza nella densità spettrale di potenza e l&#39;equazione per un oscillatore armonico semplice incluso il rumore basale (eq. 2 Rif. 25). </li><li> Calcolare la costante della molla di torsione utilizzando le dimensioni inplane del cantilever (lunghezza e larghezza), la densità e viscosità del mezzo circostante (aria) e il fattore di qualità e la frequenza di risonanza determinati nella fase 2.6.3 utilizzando il metodo di Sader 26. NOTA: Abbiamo usato lo strumento fornito sul sito di Giovanni Sader: www.ampc.ms.unimelb.edu.au/afm/calibration.html. </li><li> Calculate il torsionale sensibilità angolo di deflessione del cantilever con eq. 6 e 7 della Ref. 25. </li><li> Convertire la costante della molla di torsione e flessione sensibilità nella costante della molla e la deformazione laterale sensibilità utilizzando la dimensione del colloide, lo spessore della mensola e eq. 8 di Ref. 25. NOTA: il segnale rilevatore può essere convertita in una forza via: forza [N] = molla laterale costante [N / m] * sensibilità deviazione laterale [m / V] * segnale del rivelatore [V]. </li></ol></li><li> Misurare l&#39;altezza della spazzola del pennello asciutto per l&#39;imaging del pennello ad un graffio al più basso possibile setpoint deviazione. Determinare l&#39;altezza della spazzola dalle linee-scansioni dell&#39;immagine catturata. </li><li> Solvato la spazzola in acetofenone applicando delicatamente la superficie con una siringa. NOTA: Il colore dei cambiamenti del campione come il solvente evapora. Questo permette a seguito del processo di essiccazione. </li><li> Montare il campione al AFM. Allineare il segnale laser verticale-1.0 V. Impostare il setpoint deflessione di 0 V e coinvolgere il cantilever e la superficie. NOTA: Dopo aver portato il cantilever in contatto con la superficie, l&#39;acetofenone sposta nella spazzola sul colloide creare un ponte capillare tra la punta e la superficie. </li><li> Impostare il formato di scansione di 40 micron, disattivare gli assi di scansione lenti e impostare un&#39;immagine formato a 1: 4. Registrare l&#39;altezza ei canali di immagine attrito (sia traccia e ritraccia). </li><li> Quando le immagini vengono catturate ritirare il cantilever. </li><li> Applicare una goccia di acqua sulla superficie pennello coperto PNIPAM, per solvatare il pennello PNIPAM. </li><li> Sollevare la testa e sostituire rapidamente la superficie PMMA dalla superficie PNIPAM solvato per creare il sistema non miscibile. Essere rapido quando si scambiano le superfici, per evitare l&#39;evaporazione del acetofenone dalla spazzola PMMA sulla sonda colloidale. </li><li> Inserire la punta e la superficie, e registrare le immagini con gli stessi parametri come in precedenza. </li></ol>

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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.

I risultati presentati mostrano che l&#39;attrito, per sistemi immiscibili di spazzole solvatate singolarmente, è fortemente ridotta rispetto ai sistemi tradizionali di miscibili due delle stesse spazzole solvatate. L&#39;assorbanza preferito dei diversi solventi nei due spazzole impedisce le spazzole da interdigitate e di conseguenza una grande fonte di usura e dissipazione spazzola polimerica attrito viene eliminata. Il metodo proposto è dunque fondamentalmente diverso scivolamento idrofilo secco sulle spazzole idrofobiche, dove l&#39;attrito sarà determinata dalle interazioni specifiche spazzola 27. In realtà, su taglio PMMA su PNIPAM (crollato altezza 166 nm), senza solventi, abbiamo scoperto che l&#39;attrito era superiore del 50% rispetto ad asciugare PMMA in PMMA (crollato altezza 236 m). Come già sottolineato in breve nelle note della sezione &#39;protocollo&#39;, ci sono un paio di punti cruciali che devono essere tenuti in considerazione durante l&#39;esecuzionequeste particolari esperimenti: in primo luogo, acetofenone è una migliore solvente per PNIPAM dell&#39;acqua. Pertanto, occorre prestare attenzione che acetofenone non entra il pennello PNIPAM bagnando il pennello PNIPAM con abbondante acqua. Poiché acetofenone e acqua non si mescolano, il acetofenone ora non entrare nel pennello PNIPAM. Ecco perché non abbiamo immergiamo il nostro sistema completamente in acetofenone, ma invece creato un capillare acetofenone per il sistema miscibile. Un altro motivo per l&#39;immersione incompleta è che i risultati immersione completa in idrodinamica troppo forti, in modo tale che abbiamo misurato solo la resistenza Stokes sul colloide e cantilever. In secondo luogo, in esperimenti AFM costanti molla di torsione e normali sono accoppiati. Cantilever con costante elastica bassa normale avranno anche una costante della molla di torsione relativamente basso e viceversa. Questo limita il coefficiente di attrito minimo misurabile a&gt; 10 -3. Pertanto, al fine di misurare la riduzione dell&#39;attrito piena, l&#39;attrito per le misSistema cible deve essere elevato. Questo è ottenuto utilizzando spazzole lunghe ad alta densità e una velocità relativamente elevata di taglio tipicamente 100 m / sec. Inoltre, il capillare tra le spazzole aumenta anche le forze di attrito. Abbiamo misurato il coefficiente di attrito più basso, per un sistema immiscibile 22, di μ = 0.003 sotto uno stress normale stimato di 200 kPa. Utilizzando le stesse condizioni sperimentali, abbiamo trovato che μ = 0,15 per il sistema miscibile. Si noti che gli esperimenti sono stati eseguiti in un ambiente di laboratorio controllato e che le superfici utilizzate nell&#39;industria non sono ideali come usato negli esperimenti presentati. La maggior parte delle superfici hanno una distribuzione non uniforme rugosità 28 e quindi molte asperità di diverse forme e dimensioni. Durante la collisione di due asperità pennello-cuscinetto, l&#39;attrito è composto da diversi canali di dissipazione 29. Accanto a stato stazionario meccanismi di dissipazione, come interdigitalizione e flusso di solvente, ci saranno effetti isteretici a forma 30 a causa del tempo di rilassamento lento dei polimeri e solventi. Inoltre, i capillari sono formate e rotti. Nei sistemi spazzole miscibile tradizionalmente utilizzati, interdigitation transitoria 31 amplifica isteresi forma- e capillare. Con il sistema immiscibile qui presentato, interdigitation transitoria viene eliminato anche. Inoltre, capillare isteresi può essere aggirato mediante l&#39;applicazione di due solventi immiscibili. Pertanto, anche per il superfici ruvide più comune, l&#39;attrito e l&#39;usura sarà ridotto utilizzando sistemi di spazzole immiscibile 22. La principale fonte di attrito che rimane è spazzola deformazione. Ancoraggio polimeri polyzwitterionic, che sono noti per la loro intrinseca basso attrito 32, su una delle superfici può minimizzare quest&#39;ultimo. In tali sistemi la pressione osmotica del solvente è elevata risultante in poca deformazione spazzola sotto alti carichi normali. Ilmetodo presentato dei sistemi di spazzole immiscibili può essere applicato in qualsiasi sistema in cui basso attrito è desiderabile. Le funzioni metodo ben sotto pressioni elevate. Tuttavia, occorre prestare attenzione che la temperatura è mantenuta intorno RT. Le temperature elevate danneggiano i polimeri, che causerà liquido flusso di contatto e conseguentemente elevato attrito. Esempi di potenziali applicazioni sono: siringhe, sistemi a pistoni, cuscinetti dell&#39;asse e cerniere.

Perfetto lubrificanti riducono l&#39;attrito e l&#39;usura per i solidi in moto relativo, anche quando i carichi normali sono alti. Per ottenere questo, il lubrificante deve rimanere in contatto durante scorrevole ea riposo. Tuttavia, sotto un carico normale positiva, semplici, liquidi a bassa viscosità sono rapidamente spremuto fuori della zona di contatto e oli anche maggiore viscosità vengono espulsi casualmente. Tuttavia, contatti biologiche, ad esempio, in articolazioni umane, rimangono lubrificati con fluidi a bassa viscosità in ogni momento. Natura realizza tale lubrificazione efficace utilizzando catene di zuccheri collegati a superfici solide 1. Le catene di zuccheri idrofile mantenere un liquido acquoso in contatto condizione che la pressione normale non superi la pressione osmotica del solvente 2. Pertanto, un grande sforzo è stato diretto verso imitando lubrificanti biologici da polimeri a superfici solide che formano i cosiddetti pennelli polimero 3-12 innesto. Quando due polimero avversariospazzole vengono portati a contatto, i segmenti delle catene polimeriche da un lato possono muoversi nei segmenti della catena spazzola sul lato opposto. Questo effetto è chiamato interdigitation 13. Quando le spazzole sono in movimento di scorrimento relativo, interdigitation è la principale fonte di usura e di attrito 14 15-17. Infatti, recentemente, i rapporti attrito velocità di scorrimento spazzole polimeriche sono stati derivati ​​18. Queste leggi di scala sono basate sul interdigitation e la conseguente stiramento e curvatura dei polimeri sopra scorrevole. Le caratteristiche principali sono d&#39;accordo con i risultati di superficie forze apparecchi esperimenti 19 e di dinamica molecolare (MD) simulazioni 20. In quest&#39;ultimo il grado di sovrapposizione può essere quantificato direttamente. Inoltre, è stato dimostrato che la sovrapposizione tra le spazzole polielettroliti può essere regolato applicando un campo elettrico 21. Quindi, se interdigitation può essere aggirata, l&#39;attrito e l&#39;usura in questi sistemi sarebbe significanTLY ridotta. In una recente pubblicazione 22 abbiamo dimostrato tramite simulazioni MD che due sistemi spazzole polimero immiscibili solvatate impediscono sovrapposizione tra le spazzole. Inoltre, su scorrevoli le spazzole, abbiamo trovato una diminuzione della forza di attrito di due ordini di grandezza rispetto ai tradizionali sistemi di spazzole miscibili, in eccellente accordo con la microscopia a forza atomica (AFM) misurazioni. Qui spieghiamo in dettaglio come impostare gli esperimenti AFM di Ref. 22. Il principio di base è schematizzato in Figura 1. Sui due contro-superfici, due spazzole differenti, ciascuna solvato dal proprio solvente preferito, sono necessari. In questa configurazione ogni spazzola rimane nel suo solvente. Di conseguenza, i segmenti polimerici da una spazzola non penetrano l&#39;altra spazzola. Poly (metilmetacrilato) (PMMA) è innestato da una sonda colloidale AFM e la spazzola è solvatato da acetofenone. Dal poli superficie piana (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) si innesta e solvatato in acqua. Per confrontare il sistema attuale di sistemi miscelabili tradizionali, un secondo appartamento piano di contrasto che porta un pennello PMMA solvatato in acetofenone è fatto. La forza di attrito di scorrimento misurata sul sistema immiscibile di PMMA su PNIPAM è di circa 1% di attrito per il sistema di PMMA miscibile in PMMA. Si noti che l&#39;utilizzo di questi particolari sistemi di spazzole è solo un esempio. Il metodo proposto è generico e funziona grazie alla assorbanza preferita dei solventi nei diversi pennelli. Pertanto, più tipi di spazzole dovrebbero essere applicabili, purché i solventi scelti de-mix nei due spazzole. L&#39;effetto viene amplificato utilizzando due solventi non-miscelazione (come acetofenone e acqua) tale che viene creato un fluido-on-liquido-scorrevole sdrucciolevole supplementare interfaccia 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

Spazzole polimeriche solvatato sono ben noti per lubrificare contatti ad alta pressione, perché possono sostenere un carico normale positiva mantenendo basso attrito all&#39;interfaccia. Tuttavia, questi sistemi possono essere sensibili ad usura per interdigitation delle spazzole opposte. In una recente pubblicazione, abbiamo dimostrato tramite simulazioni di dinamica molecolare ed esperimenti vigore microscopia atomici, che utilizza un sistema di spazzole polimero immiscibile chiude il substrato e le superfici di scorrimento, rispettivamente, può eliminare tale interdigitation. Di conseguenza, l&#39;usura nei contatti viene ridotta. Inoltre, la forza di attrito è di due ordini di grandezza inferiore rispetto ai sistemi tradizionali spazzole polimeriche miscibile. Questo sistema appena proposto tiene quindi un grande potenziale per l&#39;applicazione nel settore industriale. Qui, la metodologia di costruire un sistema di spazzole polimero immiscibile di due diverse spazzole ciascuno solvatate dal proprio solvente preferito è presentato. La procedura come innestare poly (N -isopropylacrylamide) (PNIPAM) da una superficie piana e poli (metilmetacrilato) (PMMA) da un microscopio a forza atomica (AFM) sonda colloidale è descritto. PNIPAM è solvatato in acqua e PMMA in acetofenone. Via forza di attrito misure AFM, è dimostrato che l&#39;attrito per questo sistema è effettivamente ridotto di due ordini di grandezza rispetto al sistema di PMMA miscibile in PMMA solvato di acetofenone.

La figura 4 mostra rappresentativi forza AFM tracce su scorrevole sia il miscibile ei sistemi di spazzole polimero immiscibili. La forza di attrito F viene normalizzato mediante la forza di attrito allo stato stazionario di scorrimento F sym per il simmetrica, sistema miscibile. L&#39;altezza spazzola gonfio in questi esperimenti è stato 1.010 nm per PMMA e 532 nm per PNIPAM. La forza tracce vengono acquisite dopo aver seguito la procedura descritta nella sezione protocollo. In questi esperimenti superficie è stato spostato avanti e indietro con una velocità v di 80 micron / sec mentre si applica un carico normale di 30 nN. La differenza di forza di attrito per il miscibile (pannello di sinistra) e immiscibili sistemi spazzole (pannello di destra) può osservare chiaramente. Il costante stato di forza di attrito nel pannello di sinistra è 90x più alto del costante stato di forza di attrito in pannello di destra. Per il sistema immiscibile misurata la forza di attrito è tipicamente 0,5-2% della forza di attrito f misuratao il sistema miscibile. Sebbene l&#39;esatta riduzione dell&#39;attrito dipende dalla densità innesto, grado di polimerizzazione, la quantità di solvente, e (debolmente) sul carico normale e la velocità di scorrimento, è sempre circa due ordini di grandezza. Se si aumenta la velocità di scorrimento per il sistema sopra descritto di un fattore 5 (a 400 micron / sec), la riduzione di attrito diminuisce del 2%. Se si aumenta il carico normale di un fattore 10 (a 300 nN), la riduzione di attrito diminuisce del 3%. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig1highres.jpg" /> Figura 1. disegno schematico della configurazione. Pannello sinistro mostra il sistema miscibile, dove gli stessi polimeri sono innestate dalla superficie e il colloide. Le spazzole sono solvatato in un liquido monofase. Il pannello destro mostra il sistema immiscibile di due diverse spazzole polimeriche. Ogni spazzola è solvatato nel suo liquido preferito. In tradizionalesistemi miscibili i polimeri delle spazzole opposte sovrappongono. Per il sistema immiscibile, spazzole opposte non interdigitarsi tale che l&#39;attrito e l&#39;usura durante lo scorrimento è ridotta. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" width="700px" /> Figura 2. disegno schematico della procedura di preparazione del campione, come descritto nella sezione Protocolli. Da sinistra a destra mostra la procedura di preparazione spazzola via iniziatore deposizione e superficie avviato trasferimento atomo polimerizzazione radicalica (SI ATRP). Path (A) descrive le spazzole innestate dalle superfici di silicio, (B) spazzole innestate da superfici di silicio rivestito in oro e (C) spazzole innestate da colloidi d&#39;oro su sonde microscopia a forza atomica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52285/52285fig2highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere al</a>versione Arger di questa figura. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig3highres.jpg" /> Figura 3. FTIR spettri del PMMA (blu) e PNIPAM (verde) spazzole su silicio (linee spesse) e oro (linee sottili). I dati sono stati presi da Suppl. Mat. di Ref. 22. numeri d&#39;onda PMMA (cm - 1): 3,050-2,990 (CH vibrazioni di stretching), 1.730 C = O (doppio legame vibrazioni di stretching), 1.450 (CH 3 e CH 2 vibrazioni deformazione), 1,260-1,040 (COC legame semplice stiramento vibrazioni ), 880-960 (COC legame singolo vibrazioni deformazione). A 1.730 centimetri - 1 il caratteristico picco vibrazioni di stretching del gruppo = O C è evidente numeri d&#39;onda PNIPAM (cm -1): 3.289 (NH simmetrici e vibrazioni di stretching asimmetrica), 3.078, 2.971, 2.933, 2.874 (asimmetrica e simmetrica CH stretching. vibrazioni in CH &lt;sub&gt; 2 -), 1.635 (C = O vibrazioni di stretching), 1.535 (amide II), deformazioni flessione 1.458 (CH asimmetriche), deformazioni flessione 1.386 (CH simmetrici), 1,366-1,170 (CN asimmetriche vibrazioni di stretching). A 1.635 e 1.535 centimetri - 1 i caratteristici picchi di vibrazione di stretching del gruppo ammidico sono evidenti. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52285/52285fig4highres.jpg" width="700px" /> Figura 4. Averaged, filtrato e lisciato forza tracce sulla trascinando il miscibile (a sinistra) e (a destra) sistemi immiscibili (regolato dal Rif. ​​22). La superficie è spostato avanti e indietro da 40 micron a scansione-rate di 1 Hz e normale carico di 30 nN.

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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.

Preparazione e attrito Forza Microscopia Misure di Immiscibile, Opposing Pennelli Polymer

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

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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.

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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.

Generazione di giunti a giro tramite saldatura spot di attrito su ACCIAIO 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.

Misurazioni della corrente indotta a raggi X per la microscopia a raggi X multimodale delle celle solari

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.

Carica a idrogeno di alluminio con attrito in acqua

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.

Co-localizzazione della microscopia Kelvin Probe Force con altre microscopie e spettroscopie: applicazioni selezionate nella caratterizzazione della corrosione delle leghe

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.

Ottimizzazione della risoluzione e della sensibilità al microscopio a forza magnetica per visualizzare domini magnetici su scala nanometrica

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.

Microscopia a forza atomica Nanoindentazione basata su sbalzo: misure di proprietà meccaniche su scala nanometrica in aria e fluido

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.

Determinazione dei coefficienti di attrito delle pavimentazioni ghiacciate in presenza di diverse nevicate

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