Кіріспе

Физикада (әсіресе трибологияда) суперсмаздық – үйкеліс жоғалған немесе дерлік жоғалған қозғалыс режимі. Алайда, «жоғалатын» үйкеліс деңгейінің нақты анықтамасы жоқ, бұл терминнің мағынасын тұйық етеді. Шартты түрде, 0,01-ден төмен кинетикалық үйкеліс коэффициентін қабылдауға болады. Бұл анықтама да талқылау мен нақтылауды қажет етеді. Суперсмаздық екі кристалдық бет екеуінің құрғақ, сәйкес келмейтін жағдайда сырғуы кезінде пайда болуы мүмкін. Бұл эффект, сондай-ақ құрылымдық смаздық деп аталады, 1991 жылы ұсынылған және 2004 жылы екі графит беті арасында жоғары дәлдікпен тексерілген. Графиттегі атомдар гексагондық түрде орналасқан және атомдық төбелер мен ойыстардан тұратын ландшафт құрайды, ол жұмыртқа қорабына ұқсайды. Екі графит беті тікелей (әр 60 градус сайын) келгенде үйкеліс күші жоғары болады. Екі беттің орналасуын өзгерту арқылы үйкеліс күші күрт төмендейді. Бұл екеуі бір-біріне қатысты «бұрылғанда» оңай сырғатын екі жұмыртқа қорабына ұқсас. 2012 жылы микроскопикалық графит құрылымдарында суперсмаздық байқалды, онда бірнеше микрометр көлеміндегі графит тікбұрышы кесіліп, кесілген қабаттың өзінен-өзі қайтарылуы байқалды. Мұндай эффект графен және никель қабаттарының моделі үшін де теориялық тұрғыдан сипатталған. Бұл байқау, тіпті бөлме температурасында да қайталанатындықтан, суперсмаздыққа деген қызығушылықты негізінен академиялық тақырыптан, тек жоғары идеалданған жағдайларда қол жетімді, микро және наномеханикалық құрылғыларға практикалық қолданысы бар тақырыпқа ауыстырды. Сондай-ақ, өткір ұшқыш тегіс бетке сырғуда, қолданылатын жүктеме белгілі бір шектен төмен болғанда, өте төмен үйкеліс күйіне қол жеткізуге болады. Мұндай «суперсмаздық» шегі Томлинсон моделімен сипатталған ұшқыш пен беттің өзара әрекеттесуіне және байланыстағы материалдардың қатаңдығына байланысты. Жылжымалы жүйенің резонанстық жиілігінде қоздыру арқылы шекті деңгейді айтарлықтай арттыруға болады, бұл наноэлектромеханикалық жүйелерде тозуды шектеудің практикалық жолын ұсынады. Алтын AFM ұшы мен тефлон субстраты арасында Ван дер Ваальс күштерінің және болат беттерінде глицерин құрамындағы сутекті байланысқан қабаттың әсерінен де суперсмаздық байқалды. Сутекті байланысқан қабаттың қалыптасуы Брасения шребериінің шырынынан алынған биологиялық сұйықтықпен майланған кварцты шыны беттері арасында суперсмаздыққа да алып келеді. Суперсмаздықтың басқа механизмдері мыналарды қамтиды: (а) денелер арасындағы еркін немесе жабысқан макромолекулалар қабатының әсерінен термодинамикалық керілу, нәтижесінде кішкентай қашықтықта күшті шектелуге байланысты аралық қабаттың энтропиясы төмендейді; (б) сыртқы электр кернеуінің әсерінен электрлік керілу; (в) электрлік қос қабаттың әсерінен керілу; (г) жылулық құбылулардың әсерінен керілу. Суперсмаздық терминінің суперөткізгіштік және суперсұйықтық сияқты терминдермен ұқсастығы жаңылыстыруға болады, өйткені басқа энергияны ысырап ету механизмдері шекті (әдетте кішкентай) үйкеліс күшіне әкелуі мүмкін. Суперсмаздық суперэластикалық сияқты құбылыстарға көбірек ұқсас, онда Нитинол сияқты заттардың өте төмен, бірақ нөлден өзгеше серпімділік модулі бар; суперсуыту, онда заттар қалыпты температурадан төмен температураға дейін сұйық күйде қалады; өте аз жарықты шағылыстыратын супер қара; гигантты магнеторезистенттік, онда алмасатын магниттік емес және ферромагниттік қабаттарда өте үлкен, бірақ шекті магнеторезистенттік эффектілер байқалады; алмазға немесе алмазға жуық қаттылықтағы суперқатты материалдар; және дифракциялық шектен ұсақ болса да, әлі де шекті ажыратымдылыққа ие суперлинзалар. NOTOC

Макромасштабтағы супермайлаушылық

2015 жылы Аргон ұлттық зертханасының доктор Анируда Сумант басқаратын командасы алғаш рет нағыз микродеңгейде супермайлауды эксперименттік жолмен көрсетті. Толыққанды эксперименттік зерттеулер күрделі есептеу моделеуімен толықтырылды. Аргон ғалымдары Мира [суперкомпьютері] арқылы құрғақ ортада 1,2 миллион атомға дейін, ал ылғалды ортада 10 миллион атомға дейін симуляция жасады.