Ученые открыли новый вид квантового трения: свет заставил графен двигаться медленнее

Международная группа исследователей обнаружила необычный эффект, при котором графеновые нанотрубки начинают испытывать сопротивление без физического контакта с поверхностью. Открытие меняет представления о природе трения и может найти применение в нанороботах, химии и материалах будущего.

Ученые открыли новый вид квантового трения: свет заставил графен двигаться медленнее

Физики обнаружили новый механизм возникновения трения, который работает даже без непосредственного контакта поверхностей. Исследование показало, что графеновые нанотрубки, погруженные в воду, начинают двигаться медленнее под воздействием света, хотя, согласно классическим законам физики, повышение температуры должно было, наоборот, ускорить их движение.

Работу выполнила команда под руководством физико-химика Себастьяна Крусса из Рурского университета в Бохуме. В ходе экспериментов ученые постепенно увеличивали интенсивность освещения графеновых нанотрубок и отслеживали их поведение в воде. Вместо ожидаемого ускорения исследователи зафиксировали снижение скорости диффузии, что указывало на появление дополнительного сопротивления.

Причиной необычного эффекта оказались не неровности поверхности, а квантовые процессы внутри самого графена. Под действием света электроны переходили в возбужденное состояние, образуя так называемые экситоны — связанные пары электрона и положительно заряженной «дырки». Несмотря на отсутствие суммарного электрического заряда, такие квазичастицы создавали колебания электрического поля, которые взаимодействовали с молекулами воды и формировали своеобразное «бесконтактное» трение.

Исследователи подтвердили этот механизм с помощью терагерцовой спектроскопии. Когда образование экситонов удавалось подавить, дополнительное сопротивление полностью исчезало, что подтвердило связь между квантовыми эффектами и наблюдаемым замедлением движения.

Авторы работы считают, что открытие может иметь далеко идущие последствия. Возможность управлять трением при помощи света открывает перспективы для создания более эффективных наноустройств, управления химическими реакциями и разработки микроскопических роботов, способных перемещаться в жидкой среде без традиционных механических систем. Кроме того, результаты исследования позволяют по-новому взглянуть на природу трения в наномасштабе и могут стать основой для создания материалов с управляемыми физическими свойствами.

Читайте также

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Метод шифрования данных «назад во времени» основан на теории хаоса

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Волгоградские ученые начали испытания капсул «Дипиарон» от диабета и ожирения

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Пентагон рассекретил сообщение о загадочном чёрном НЛО, летевшем со скоростью 2900 км/ч

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Найдена неопубликованная рукопись Шрёдингера, ставящая под сомнение случайность квантового мира

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Учёные впервые испытали на людях генную терапию, способную омолодить клетки глаза

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Птицы Москвы и Петербурга поют на разных диалектах

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Китай разрешил городские тесты роботакси Xpeng и СП Volkswagen/JAC

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Greenworks представила компактную дрель-шуруповёрт DD560 с защитой от отдачи

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

Apple представила iPad mini 2026 с OLED-экраном и чипом A20 Pro — но есть нюанс

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники

У Земли может быть несколько лун одновременно — астрономы готовятся искать скрытые спутники