Simulaciones de Fricción Atómica: Efectos de Velocidad y Temperatura

FURLONG OCTAVIO J.; PERINO ERNESTO JESÚS; MANZI SERGIO J.; TYSOE WILFRED T.

Villa Carlos Paz, Córdoba

Congreso; 97 REUNION NACIONAL DE FISICA DE LA ASOCIACION FISICA ARGENTINA; 2012

Asociación Física Argentina (AFA)

Debido a avances tecnológicos, aplicaciones que involucran superficies deslizantes a niveles micro- y nano-scópicos han pasado a ser de gran importancia en la actualidad. Uno de los problemas fundamentales en este tipo de sistemas es el de origen tribológico, es decir, fallas debido a fricción y desgaste. Desde la invención del microscopio de fuerza atómica en 1979, grandes avances han sido logrados en el estudio de estos fenómenos a dichas escalas. De todas formas, debido a las limitaciones experimentales, el estudio teórico/computacional es indispensable para las interpretaciones de este tipo de resultados. En este trabajo, se realizaron simulaciones de fricción atómica en función de la velocidad y temperatura, basadas en el modelo clásico de Tomlinson. La teoría de Monte Carlo fue empleada para describir los procesos estocásticos térmicamente activados involucrados, donde tanto saltos hacia adelante como hacia atrás son tenidos en cuenta. Por primera vez se muestra que mediante el simple uso del modelo clásico de Tomlinson, es posible reproducir algunos comportamientos observados experimentalmente tales como los aumentos de fricción con la temperatura y la disminución de fricción con la velocidad. Anteriormente han requerido del uso de modelos más complejos para su descripción y/o simulación. Esto no solo demuestra la capacidad de dicho modelo, sino también pretende proponer nuevas explicaciones a la ocurrencia de estos comportamientos. Además, se demuestra que algunos métodos de aproximación utilizados en la actualidad deben ser revisados y/o modificados para su correcta implementación.