Greb (fysisk)
De vedhæftning midler al kraft , der udøves mellem to stoffer i tæt kontakt og for at forhindre glidning mod hinanden. Disse stoffer er normalt to faste stoffer, men en af dem kan også være en væske eller en gas.
Værdien af adhæsionen måles ved den krævede energi til at bryde de interatomære eller intermolekylære bindinger, der modsætter sig glidning .
Adhæsionen bør ikke forveksles med adhæsionen, der betegner de fysisk-kemiske fænomener, der resulterer i realiseringen af bindingerne .
Vedhæftningens oprindelse
På korte afstande udøver atomer en attraktion mellem dem, van der Waals-kraften . Denne kraft modsætter sig den relative bevægelse af overfladerne i kontakt.
Adhæsionen kan også være et produkt af vakuumet (princippet om sugeapparatet , som ikke fungerer i sidevakuumet ), for eksempel anvendt i naturen af limpet eller anemonen, der skal fastgøres på et glat substrat eller af blæksprutten . Vi taler også om tør vedhæftning for at beskrive den bemærkelsesværdige vedhæftning af Geckos fingre til forskellige underlag.
Modellering af vedhæftning
I fravær af vedhæftning er kontaktkraften, der udøves af den ene genstand på den anden, vinkelret på kontaktoverfladen. På grund af vedhæftningen kan denne kraft hældes i forhold til det normale; vi kan også nedbryde kraftvektoren i en normal vektor og en tangential vektor
i en situation med vedhæftning, kan være ikke-nul.
Hvis intensiteten af den tangentielle kraft overstiger en bestemt værdi, begynder overfladerne at glide i forhold til hinanden; man forlader vedhæftningsfeltet for at vende tilbage til friktionsområdet . Denne begrænsende intensitet T max afhænger af mange faktorer. Den enkleste model er Coulombs lov .
Bemærk, at vi kan forudsige intensiteten af den begrænsende tangentielle kraft, men den tangentielle kraft kan tage en vilkårlig værdi, muligvis nul, så længe den ikke overstiger denne værdi. Vi er generelt interesserede i grænsesagen .
Afstivning
I nogle situationer kan du ikke slå grebet. Dette fænomen kaldes afstivning . Det kan bruges med vilje til at låse et system eller kan gribe ind på en parasitisk måde og forårsage en uventet blokering.
Adhæsion ved biomimicry
Talrige dyrearter ( gecko , blæksprutte , limpet ...), planter (crampon of the virginia creeper ), svampe , lichenic og bakteriel ( biofilm ) har udviklet originale løsninger, effektive og billige i vedhæftningsenergi til et substrat. Det biomimetiske studerer forsøget på at blive inspireret , herunder ud af biosfæren .
Så at tage fat i en genstand eller fastgøre til en overflade i et vakuum eller i en orbitalstation er stadig en kompleks handling. For eksempel griber gribere med modsatte fingre, der efterligner et håndgreb dårligt i store rumaffald, sugekopper fungerer ikke i et vakuum, og klæbrige kemiske klæbemidler er ineffektive i de ekstreme temperaturer på jordens bane. Gribere, der arbejder med mikroskopiske siliciumfilamenter , bioinspireret af de "tørre" overflader af geckofingre , blev udviklet og testet med succes i 2017. Disse nye sugekopper fungerer også på land og forbliver f.eks. Limet til væggen i flere ugers test. Fremtidige robotter kunne være udstyret til at udføre sorties eller reparationer på et rumfartøj eller til at fange rumaffald, der farligt rodede jorden .
Noter og referencer
- Leksikografiske og etymologiske definitioner af "Adhérence" (hvilket betyder B) i den edb- baserede franske sprogkasse , på webstedet for National Center for Textual and Lexical Resources
- Hao Jiang, Elliot. W. Hawkes, Christine Fuller, Matthew A. Estrada, Srinivasan A. Suresh, Neil Abcouwer, Amy K. Han, Shiquan Wang, Christopher J. Ploch, Aaron Parness & Mark R. Cutkosky (2017); En robotindretning, der bruger gecko-inspirerede klæbemidler, kan forstå og manipulere store genstande i mikrogravitation; Science Robotics 28. juni 2017: Vol. 2, udgave 7, eaan4545 DOI: 10.1126 / scirobotics.aan4545 ( http://robotics.sciencemag.org/content/2/7/eaan4545 abstract])
- Lindzi Wessel (2017), [1] ; Rumteknologi; DOI: 10.1126 / science.aan7032