Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Einfluss von Elektronen bei Reibungsverlusten geklärt

10.01.2011
Der Einfluss der Elektronen an Reibungsverlusten ist deutlich höher als bisher vermutet. Zu diesem Schluss kommt eine Studie von Physikern der Universität Basel, die in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins «Nature Materials» publiziert ist. Ihre Erkenntnisse könnten bei der Entwicklung reibungsarmer Werkstoffe wichtig werden.

Seit rund 500 Jahren fasziniert das Phänomen der Reibung die Wissenschaft – angefangen bei Leonardo da Vinci mit seinen ersten Studien zur Gleitreibung. Noch heute forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler intensiv an diesem Thema, wobei ausgefeilte Techniken sie in die Lage versetzen, die Reibung auf der atomaren Skala zu untersuchen.

Der Gruppe um Prof. Dr. Ernst Meyer, Ordinarius für Experimentelle Physik an der Universität Basel, ist nun ein Durchbruch in der Erforschung der Reibung gelungen, indem sie den Einfluss der Elektronen an Reibungsverlusten untersuchen und klären konnte. In einem Reibungsprozess geht nämlich Energie verloren, die über verschiedene Kanäle abgeführt wird. Bis anhin war unklar, welchen Anteil die Elektronen an diesem Energieverlust haben.

Dazu untersuchte das Forschungsteam das Reibungsverhalten von Niob, einem supraleitenden Material, sowohl im supraleitenden wie auch im normalleitenden Zustand. Beim Übergang in den supraleitenden Zustand werden die Elektronen paarweise in sogenannte Cooper-Paare gebunden, worauf sie nicht mehr als Energietransporteure des Reibungsverlustes wirken können. Dieser Vorgang ist auch für die verlustfreie Stromübertragung verantwortlich. Bei diesem Übergang konnte eine deutliche Reduktion der Reibungsverluste um über 60% festgestellt werden, was deutlich höher ist als bisher angenommen.

Die neue Erkenntnis über die grundlegenden Prozesse von Reibung könnte bei der zukünftigen Entwicklung reibungsarmer Werkstoffe eine wichtige Rolle spielen. Gesucht wird nun nach weiteren Möglichkeiten, die Energieverlustkanäle zu unterbinden.

Originalbeitrag
Marcin Kisiel, Enrico Gnecco, Laurent Marot, Urs Gysin, Simon Rast, Ernst Meyer:
Suppression of electronic friction on Nb films in the superconducting state
Nature Materials, January 9th, DOI 10.1038/NMAT2936
Weitere Auskünfte
Prof. Dr. Ernst Meyer, Universität Basel, Departement Physik, Klingelbergstrasse 82, CH-4056 Basel, Tel: +41 61 267 3724, E-Mail: ernst.meyer@unibas.ch

Hans Syfrig Fongione | idw
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Berichte zu: Cooper-Paare Elektron Energieverlust Physik Reibung Reibungsverlust

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion
23.06.2017 | Max-Planck-Institut für Astrophysik

nachricht Individualisierte Faserkomponenten für den Weltmarkt
22.06.2017 | Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften