Znajdź zawartość

W zależności od tego, czy ktoś lubi kremy i czy stosuje kosmetyki dobrej jakości, różnie opisuje, jakie są w dotyku i jaka wydaje się skóra po ich zaaplikowaniu: gładka, lepka bądź tłusta. Dla prof. Bharata Bhushana z Uniwersytetu Stanowego Ohio to jednak za mało precyzyjne, dlatego postanowił zbadać, jak krem oddziałuje ze skórą na poziomie nano i co właściwie znaczy, że staje się ona jedwabiście gładka. Podczas eksperymentów Amerykanie zauważyli, że to, jak opisujemy kremy, czyli stałe lub półpłynne emulsje typu woda w oleju, olej w wodzie lub mieszane, zależy od tarcia powstającego podczas aplikowania, a na nie mają z kolei wpływ prędkość wcierania oraz gęstość kosmetyku. Kremy zawierają substancje nawilżające i zmiękczające. Do tych pierwszych należy np. higroskopijna gliceryna, która wilgoć z powietrza kieruje do skóry. Zmiękczacze, takie jak oleje mineralne, wypełniają mikroskopijne szczeliny między komórkami, co daje efekt wygładzenia. Wrażenie tłustości zależy od właściwości substancji zmiękczających. Jak wyjaśnia Bhushan, nakładanie kremu generuje drgania, które są wykrywane przez mózg. Testując zapewniane przez krem wrażenie gładkości, producenci organizują grupy focusowe i wypytują ludzi o doświadczenia związane z kosmetykiem. Z takim podejściem zyskuje się informacje na temat osiągnięć preparatu, ale nadal nie wiadomo, co się tak naprawdę dzieje. Amerykanie badali tarcie po zastosowaniu różnego rodzaju kremów za pomocą mikroskopu sił atomowych. Nie ma w nim elementów optycznych, jest za to skanująca sonda, zwana roboczo dźwigienką lub ostrzem. Przesuwa się ona po próbce, umożliwiając pomiar tarcia. Urządzenie symuluje pojedynczy punkt kontaktu z ciałem i ujawnia typowe dla niego oddziaływania między kremem a skórą. Bez względu na składniki, kosmetyki gęstsze lub bardziej lepkie powodowały silniejsze tarcie. Jak obrazowo tłumaczy Bhushan, tarcie to wróg gładkości: im większe, tym gorzej. Nie bez znaczenia była też prędkość smarowania. Na wrażenie jedwabistości wpływała w znacznym stopniu temperatura, lecz już nie wilgotność. W przyszłości Bhushan zamierza przeanalizować mechanizm, za pośrednictwem którego kremy zmiękczają skórę.

Węże potrafią kontrolować każdą ze swych łusek z osobna, dzięki czemu mogą się chwytać szorstkich powierzchni i wspinać. Biolodzy wiedzieli o biernym mechanizmie [zachodzących na siebie łuskach o muszelkowatym kształcie], lecz o aktywnym nie mieli pojęcia - podkreśla Hamid Marvi, doktorant z Georgia Institute of Technology. Amerykanie znieczulali węża zbożowego i pozwalali mu się bezwładnie ześlizgiwać z rampy. Naukowcy sprawdzali, jak mocno trzeba nachylić kładkę, by zwierzę zaczęło się zsuwać. Gdy eksperyment powtarzano z przytomnym gadem, współczynnik tarcia był 2-krotnie wyższy, co sugeruje, że dzięki czuciu wąż mógł uruchomić system zapewniający mu dodatkową przyczepność. Kiedy analizowano zbliżenie brzucha, okazało się, że węże dobierają kąt natarcia każdej z łusek, który zapewnia najlepsze przyleganie do powierzchni. Odkrycia dotyczące sposobów poruszania się węży wspomogą prace nad robotami ratunkowymi. Maszyna zdatna do pracy na wszystkich typach ukształtowania terenu musi być giętka, by móc się przesuwać po nierównościach oraz nie za duża, by wciskać się w szczeliny. Przydałaby się także umiejętność wspinania. Współczesne roboty radzą sobie z częścią wymienionych zadań, ale większość "pożera" dużo energii i podlega przegrzewaniu. Wykorzystując łuski do kontroli tarcia, węże potrafią [natomiast] pokonać duże odległości na niewielkich ilościach energii. Podczas eksperymentów Marvi nagrał w sumie ruchy 20 gatunków węży z zoo w Atlancie. Później skonstruował Scalybota 2. Zademonstrował go w styczniu na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston. Podczas ruchu prostoliniowego wąż nie musi wyginać ciała na bok, by się przesunąć. Unosi swoje brzuszne łuski i sunie do przodu, przesyłając od głowy ku ogonowi falę mięśniową. Ruch prostoliniowy jest bardzo wydajny i szczególnie przydatny podczas pokonywania szczelin, a to bezcenna umiejętność dla robotów ratowniczych. Scalybot 2 automatycznie zmienia kąt ustawienia łusek w zależności od rodzaju terenu i stoku. Pozwala mu to na zwalczanie albo generowanie tarcia. Czterosilnikową maszynę kontroluje się za pomocą dżojstika.

Płomykówki zwyczajne (Tyto alba) polują niemal bezszelestnie. Udaje im się to, bo lecą bardzo wolno, przez co ograniczają liczbę machnięć skrzydłami. Wolny lot to zasługa specjalnej budowy i kształtu skrzydeł. Dr Thomas Bachmann z Uniwersytetu Technicznego w Darmstadt zbadał upierzenie tych sów oraz wykonał obrazowanie 3D ich kośćca. Wyniki swoich badań przedstawił na dorocznej konferencji Stowarzyszenia Biologii Integracyjnej i Porównawczej w Charleston. Płomykówki polują przeważnie w ciemności, dlatego polegają na informacjach akustycznych. Muszą latać cicho, by słyszeć przemieszczające się nornice i nie zaalarmować ofiary, że znajdują się gdzieś w pobliżu. Jedną z najważniejszych cech skrzydeł T. alba jest duża krzywizna. Zapewnia ona lepszą nośność. Przepływ powietrza nad górną powierzchnią skrzydła ulega przyspieszeniu, przez co spada ciśnienie. Skrzydło jest zasysane w górę, w kierunku niższego ciśnienia. Za sprawą delikatnej powierzchni zredukowaniu ulega hałas związany z tarciem pióra o pióro. Poza tym całe ciało sowy jest pokryte grubą warstwą piór. Płomykówka ma ich o wiele więcej niż ptak podobnej wielkości. Gęsto rozmieszczone pióra działają jak panele akustyczne, które pochłaniają wszystkie niechciane dźwięki.

Zbyt gęsta krew może uszkodzić naczynia krwionośne i zwiększyć prawdopodobieństwo zawału. Prof. Rongjia Tao, fizyk z Temple University, zauważył jednak, że krew można rozrzedzić, poddając ją działaniu pola magnetycznego (Physical Review E). Wcześniej ten sam naukowiec zasłynął jako pionier wykorzystania pól elektrycznych i magnetycznych do zmniejszania lepkości ropy w silnikach i rurociągach. Obecnie analogiczny mechanizm zastosowano, by rozrzedzić krew. Ponieważ hemoglobina czerwonych krwinek zawiera żelazo, włączając na około minutę pole magnetyczne (indukcja wynosiła 1,3 T, czyli mniej więcej tyle, co w przypadku aparatów do rezonansu), Tao był w stanie zmniejszyć lepkość krwi aż o 20-30%. Amerykanie przeprowadzili testy na próbkach krwi. Ustalili, że pole magnetyczne polaryzuje erytrocyty. Łączą się one w krótkie łańcuchy, co przyspiesza przepływ krwi. Jako że taki łańcuch jest większy od pojedynczej komórki, płynie środkiem, przez co zmniejsza się tarcie o ściany naczynia. Summa summarum krew staje się rzadsza i płynie swobodniej. Po wyłączeniu pola w ciągu kilku godzin dochodziło do przywrócenia pierwotnej lepkości. Tao tłumaczy, że manipulując natężeniem pola i długością pulsu, można zmieniać wielkość agregatów krwinek. Opisana forma magnetoreologii stanowi skuteczny sposób kontrolowania lepkości krwi w wybranym zakresie. Fizyk dodaje, że jego technika przewyższa obecnie stosowaną aspirynę pod wieloma względami. Po pierwsze, jest bezpieczniejsza. Po drugie, zapewnia powtarzalność. Co ważne, zmniejszenie lepkości nie wpływa na normalną funkcję erytrocytów, dzięki czemu nadal mogą wykonywać swoje zadania i dostarczać tkankom tlen.

Naukowcy twierdzą, że standardowy sposób znakowania pingwinów – zakładanie przepasek na wąskich skrzydłach pełniących rolę płetw napędowych – niekorzystnie wpływa na ich przeżycie i rozmnażanie, zmniejszając ostatecznie tempo powiększania się populacji. Zespół Claire Saraux z Uniwersytetu w Strasburgu przez 10 lat obserwował pingwiny królewskie (Aptenodytes patagonicus) i ustalił, że "zaobrączkowane" osobniki miały o 39% mniej piskląt i o 16% niższy wskaźnik przeżywalności od ptaków nieoznakowanych. Specjaliści sądzą, że uzyskane wyniki obalają tezę, że ptaki ostatecznie zaadaptują się do opaski. Ornitolodzy zauważyli, że po dekadzie oznakowane pingwiny nadal zjawiały się później na obszarach godowo-lęgowych i odbywały dłuższe wyprawy po jedzenie. Ekipa stwierdziła, że reakcje opaskowanych ptaków na zmienność klimatu (zmiany w temperaturze wody na powierzchni morza i w indeksie oscylacji południowej; SOI - od ang. Southern Oscillation index – oblicza się z różnicy ciśnień miesięcznych i sezonowych między Tahiti a wyspą Darwin) były inne niż u nieoznakowanych. Francusko-norweski zespół uważa, że kontynuowanie takiego znakowania pingwinów byłoby w większości sytuacji nieetyczne. Opaski stosuje się od kilkudziesięciu lat. Umożliwiają one zidentyfikowanie poszczególnych zwierząt z odległości. Wcześniejsze studia dawały sprzeczne rezultaty. Jedne sugerowały, że znakowanie jest szkodliwe (podczas pływania opaski generują one tarcie albo ściągają pingwinom na głowę drapieżniki, ponieważ odbijają światło i pokazują, gdzie dokładnie znajduje się nielot), podczas gdy inne – jednoroczne – prowadziły do odwrotnych wniosków. Dlatego też metodę stosowano nadal. By wyjaśnić sprawę raz na zawsze, naukowcy postanowili przeprowadzić wieloletnie badanie podłużne z prawdziwego zdarzenia. Podążali tropem 100 pingwinów królewskich z kolonii zamieszkującej wyspę Possession u wybrzeży Antarktydy. Połowie ptaków założono opaski, a reszcie wszczepiono pod skórę transpondery. Po upływie 10 lat żyło 18 ptaków z grupy transponderowej i 10 z grupy z opaskami. Saraux uważa, że pingwinom można zakładać opaski tylko podczas badań na lądzie, zdejmując je, nim ptak wejdzie do morza. Wtedy pozostają one bezpieczne i użyteczne, gdyż odróżnienie w 50-tysięcznej kolonii "własnych" ptaków naprawdę nie jest łatwe. Wiele grup badawczych nadal stosuje opaski w studiach morskich i jestem prawie pewna, że dojdzie do kontrowersji – niektórzy mogą chcieć kontynuować proceder na innych gatunkach pingwinów, a przecież skutek będzie dla nich zapewne taki sam. Wyjaśnieniem dłuższych wypraw po pokarm i opóźnionego przybywania na obszar lęgowy jest najprawdopodobniej zwiększone tarcie podczas pływania. Naukowcy zaobserwowali to u trzymanych w niewoli pingwinów białobokich.

Uczeni odkryli nowy typ tarcia, który zachodzi tylko pomiędzy nanocząsteczkami. "Balistyczne nanotarcie" odkryto w laboratorium, podczas ześlizgiwania cząstek złota po grafitowej powierzchni. Nowy rodzaj tarcia powodował, że złoto poruszało się całkowicie inaczej niż większe ślizgające się obiekty. Eksperymenty wykazały, że na ześlizgujące się po graficie złoto nie podlega znoszeniu ani ruchom Browna, które normalnie w nanoskali są istotnymi zjawiskami. Dlatego też szybkie ześlizgiwanie się cząstek złota nazwano "balistycznym". Ruch złota nie odbywał się jednak bez zakłóceń. Gdy cząstki trafiały na obszar fluktuacji termicznych, część energii zamieniała się w ruch obrotowy. Gdy natomiast już na początku powolnego ześlizgiwania się cząsteczkom celowo nadano rotację, to po napotkaniu obszaru fluktuacji termicznych, ruch rotacyjny zatrzymywał się, a ześlizgiwanie ulegało nagłemu przyspieszeniu. Naukowcy zwracają uwagę, że podobne zjawiska można obserwować tylko w przypadku niewielkich ilości materii, które poruszają się dość szybko. Prace nad siłami działającymi w nanoskali są niezwykle istotne dla przyszłego rozwoju techniki. Projektując nanomaszyny inżynierowie będą musieli brać pod uwagę właśnie takie zjawiska, jak opisane powyżej.

Wiele jaszczurek wykorzystuje autotomię, czyli odrzucanie ogona, jako metodę obrony przed drapieżnikami. Wygląda jednak na to, że ogon stanowi magazyn energetyczny organizmu, bo choć naukowcy sądzili, że skrócony o niego gekon przylądkowy będzie biec prędzej, było dokładnie na odwrót (Physiological and Biochemical Zoology). Dr Trish Fleming z Murdoch University i zespół przypuszczali, że gekon przylądkowy (Lygodactylus capensis) po autotomii pobiegnie szybciej, ponieważ zmniejszy się tarcie lub waga ciała. Zamiast tego zauważyli, że w porównaniu do zwierząt pozostających w jednym kawałku, taka jaszczurka nie tylko porusza się wolniej, ale i oddala się od drapieżnika na mniejszą odległość. Pani Fleming przypuszcza, że podobne wyniki uzyskano by w przypadku innych gatunków jaszczurek. W ramach studium malutkie gekony przylądkowe, które występują w RPA i ważą przeważnie poniżej grama, poruszały się w metrowej długości szklanej tubie z woskowym dnem. Mierzono, ile dwutlenku węgla wytwarzają, z jaką prędkością biegną i jaką odległość pokonują. Na początku gekony biegły, mając ogon. Potem biolodzy prowokowali autotomię, chwytając tył jaszczurki pęsetą. Dwa dni później zwierzęta ponownie przechodziły test. Australijczycy podkreślają, że gekony bez ogona poruszały się na początku szybciej, ale nie była to różnica istotna statystycznie. Na dystansie ok. 10 metrów okazywały się ostatecznie wolniejsze i przebywały mniejszą odległość, choć czas biegu pozostawał taki sam. U jaszczurek bez ogona odkryliśmy 19-proc. skrócenie trasy biegu [...]. Fleming uważa, że gekony wykorzystują tłuszcz zgromadzony w ogonie jako paliwo. Kiedy w krwioobiegu zaczyna spadać poziom kwasów tłuszczowych, spada efektywność poruszania się. W przyszłości tezę tę trzeba będzie potwierdzić, badając dokładniej biochemię gekona. Inne studium przeprowadzone przez Australijkę wykazało, że po utracie ogona zmienia się też zachowanie jaszczurek. Stają się ostrożniejsze. Kiedy uciekną przed drapieżnikiem, wychodzą z ukrycia po znacznie dłuższym czasie. Zdają sobie sprawę z odmienności swego stanu i podatności na zranienie, dlatego postępują inaczej.

Podczas poruszania się po płaskich powierzchniach węże wykorzystują zarówno tarcie łusek, jak i redystrybucję ciężaru ciała. Łuski na brzuchu są ułożone w taki sposób, że zapobiegają cofaniu się oraz ześlizgiwaniu na boki. Nadają ruchowi pożądany kierunek, dzięki czemu wąż może się przemieszczać jak pojazdy na kołach czy człowiek na nartach biegowych bądź łyżwach. We wszystkich tych przypadkach posuwanie się do przodu wymaga mniej pracy niż ślizganie się na boki – wyjaśnia szef zespołu David Hu z Georgia Institute of Technology, który współpracował m.in. z naukowcami z New York University. Ekipa skupiła się przede wszystkim na anizotropii tarciowej łusek brzucha, czyli na oporze związanym ze ślizganiem się w określonych kierunkach. Już wcześniej sugerowano, że ta ich właściwość może odgrywać ważną rolę w poruszaniu się po płaskich powierzchniach, lecz dotąd jej jeszcze w pełni nie rozpoznano. Na początku inżynierowie stworzyli teoretyczny model ruchów węża. Określił on prędkość środka ciężkości gada jako funkcję prędkości i skali wygięć. Model sugerował, że ruch pojawia się wskutek interakcji tarcia powierzchniowego i sił działających wewnątrz ciała zwierzęcia. By potwierdzić lub obalić te przypuszczenia, akademicy zmierzyli opór ślizgowy łusek węża podczas poruszania się po płaskich i nachylonych powierzchniach. Eksperymenty nagrano, zastosowano też fotografię poklatkową. Okazało się, że model był trafny i sprawdzał się w większości przypadków.

Linie papilarne nie powodują, że chwyt naczelnych staje się pewniejszy. W rzeczywistości ich rola jest zupełnie inna: zmniejszają tarcie potrzebne do utrzymania na gładkich powierzchniach. Skóra jest gumowata, a zatem linie papilarne mogą w rzeczywistości osłabiać chwyt. Nasze eksperymenty z wykorzystaniem plastikowego kubka, ciężarków i pasków Perspeksu (szkła akrylowego), z których w laboratorium stworzyliśmy prostą maszynę, wykazały, że mam rację – przekonuje dr Roland Ennos z Uniwersytetu w Manchesterze. Brytyjczyk dodaje, że linie papilarne mają nie tylko naczelne, ale także będące torbaczami koale. U południowoamerykańskich małp podobne twory występują zaś nie na dłoniach, a na ogonach. Po co więc są? Mam swoją ulubioną teorię. Linie papilarne pozwalają skórze na odkształcanie się. Zapobiega to tworzeniu się pęcherzy. To dlatego bąble pojawiają się na gładkich częściach dłoni i stóp, a nie na pofałdowanych [...]. Obecnie testujemy tę teorię i dwie inne, że linie papilarne poprawiają chwyt na chropowatych powierzchniach lub zwiększają wrażliwość. Eliminując dotychczasowe wyjaśnienie, dr Ennos posłużył się trzema paskami szkła akrylowego (pleksi) i prawą ręką studenta Petera Warmana. Przeprowadzono badania uchwytu dla wszystkich palców, w tym dla kciuka. Paski pleksi miały różną szerokość, a maszyna ściągała je w dół za pomocą obciążonego kubka. Wyginanie palców pozwoliło określić parametry chwytu przy 3 kątach. Dzięki tak zróżnicowanemu scenariuszowi eksperymentu naukowcom udało się oddzielić wpływ dwóch zmiennych: siły dociskowej i obszaru styku. Okazało się, że tarcie wzrastało ze zwiększeniem powierzchni kontaktowej. To wbrew prawu fizycznemu, zgodnie z którym tarcie nie zmienia się, gdy powierzchnia staje się większa. Brytyjczycy uważają, że dzieje się tak, ponieważ skóra jest gumowata i nie stanowi typowego ciała stałego. Akademicy pokryli dodatkowo palce tuszem. Mogli w ten sposób sprawdzić, co dzieje się, gdy na paski pleksi działa się z różną siłą. W porównaniu do gładkiej skóry, linie papilarne ograniczały obszar styku o jedną trzecią, co zapewne zmniejszało tarcie. Badania wykazały, że palce zachowywały się bardziej jak guma niż jak ciało stałe. Współczynnik tarcia zmniejszał się przy mocniejszym ciągnięciu przez maszynę i zwiększał, gdy po spłaszczeniu rozszerzał się obszar kontaktu palców z przedmiotem. Z kolei naprężenie styczne było większe przy silniejszym nacisku, co sugeruje tworzenie się biofilmu pomiędzy palcami a powierzchnią ściskanego przedmiotu. W porównaniu z gładką skórą, linie papilarne o 30% zmniejszają powierzchnię styku, co redukuje tarcie. To z kolei sugeruje, że ich zadaniem nie jest poprawienie uchwytu. Jak zauważył doktor Ennos, eksperyment jego zespołu był tak prosty, że dało się go przeprowadzić i 100 lat temu. Nikt się jednak tą tematyką nie zainteresował. Bez sprawdzania przyjęto po prostu zgodne z intuicją założenie. Jak podkreśla, jego badania mogą mieć praktyczne zastosowanie. Osoby, które mają uszkodzone nerwy i się nie pocą, mają bardzo śliskie palce i nie mogą w nie chwytać. Teraz możliwe będzie opracowanie czegoś, co im pomoże.

Mając w głowie obraz kropli deszczu odbijających się od ziemi podczas ulewy, naukowcy sądzili, że drobiny wody rozbryzgują się, dotykając powierzchni gleby, ściany czy innych obiektów. Tymczasem okazało się, że dzieje się to, zanim kropla dotrze do przeszkody. Shreyas Mandre i zespół z Uniwersytetu Harvarda przeprowadzili szereg symulacji komputerowych. Śledzili, co dzieje się z drobiną wody, która w coś uderza. Wzięli pod uwagę kilka czynników, m.in. ciśnienie powietrza i napięcie powierzchniowe cieczy. Zauważyli, że tzw. typowa kropla, która ma ok. 2 mm szerokości i porusza się z prędkością kilku metrów na sekundę, na parę mikrosekund przed uderzeniem spręża przed sobą powietrze. Ta swego rodzaju poduszka powietrzna spłaszcza kroplę i doprowadza do jej rozpryśnięcia. Fizycy wierzą, że to dzięki temu zjawisku widuje się drobinki cieczy tworzące charakterystyczną koronę. Jest ono mniej prawdopodobne przy silniejszym tarciu powierzchniowym. Wbrew pozorom, wiedza ta przyda się nie tylko meteorologom czy gleboznawcom zgłębiającym tajniki erozji. Mandre podpowiada, że warto by ją wykorzystać podczas projektowania materiałów zapobiegających rozbryzgiwaniu, którymi pokrywałoby się kuchenki czy blaty stołów.

Naukowcy z Instytutu Fraunhofera informują, że opracowany przez nich smar na bazie ciekłych kryształów, zmniejsza tarcie niemal do zera. Użycie takiego smaru pozwoli więc na gigantyczne oszczędności energii. Smary są powszechnie używane w dużej mierze po to, by zmniejszyć straty energii spowodowane tarciem. Spotykamy je zarówno w samochodach, maszynach przemysłowych i w turbinach wiatrowych.Podczas ich produkcji korzysta się przede wszystkim z różnego rodzaju olejów. Do pewnego stopnia redukują one tarcie, jednak mimo to wciąż powoduje ono olbrzymie straty energii. Uczeni z Fraunhofera pokładają nadzieję w smarach z ciekłych kryształów. Od smarów na bazie olejów różnią się tym, że ciekłe kryształy mają konkretną orientację. Właśnie dzięki temu tarcie zostaje zmniejszone niemal do zera. Naukowcy zbadają teraz, w jakich warunkach sprawdzają się różne kompozycje kryształów. Do testów wykorzystywany jest metalowy cylinder, który jest poruszany w lewo i prawo wewnątrz otaczającego go większego cylindra, o który się ociera. Zauważono, że przy zastosowaniu w takich warunkach konwencjonalnych smarów, siła tarcie pozostaje praktycznie taka sama. Po użyciu smarów na ciekłych kryształów zmniejszyła się ona niemal do zera. Dotychczas smarów na ciekłych kryształach nie można było stosować w łożyskach kulkowych, gdyż siły nacisku są tam bardzo duże i ciekłe kryształy się nie sprawdzają. Natomiast idealnie nadają się do łożysk ślizgowych. Naukowcy z Instytutu Fraunhofera mówią, że ich smary trafią na rynek w ciągu 3-5 lat. Nie powinny być zbyt drogie, gdyż wykorzystywane do ich produkcji ciekłe kryształy nie muszą być tak czyste, jak ciekłe kryształy używane do wytwarzania monitorów komputerowych.

Być może już wkrótce rozcieńczone gazy staną się substancją poślizgową stosowaną z wyboru w systemach mikroelektromechanicznych (MEMS, ang. microelectromechanical systems). W ten sposób udałoby się pokonać problemy związane z wykorzystaniem ruchomych elementów, np. turbin, wahadeł czy mechanizmów obracających się wokół trzpieni. Pewne rodzaje MEMS stosowano do tej pory w drukarkach atramentowych, jako przyspieszeniomierze uruchamiające otwarcie poduszek powietrznych w samochodzie oraz regulatory jasności w telewizorach i projektorach HD. Jeśli jednak w układzie występowały części ruchome, cienka warstwa smaru szybko się ścierała i całość przestawała działać zaledwie w ciągu paru minut. Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii, którzy współpracowali z Michaelem Duggerem z Sandia National Laboratories w Albuquerque, zaproponowali ciekawe rozwiązanie. Gdy do miniaturowego urządzenia wprowadzi się argon z minimalną domieszką oparów alkoholu, MEMS może działać bez zarzutu do 100 tys. razy dłużej. Powierzchnie krzemowe łatwo do siebie przywierają z powodu działania zjawisk kapilarnych czy wiązań chemicznych. Aby temu zapobiec, inżynierowie stosują sprej z halogenosilanu, w którego skład wchodzi jeden atom halogenu (jodu, bromu, chloru lub fluoru). Jeśli tylko elementy MEMS się ze sobą zetkną, ochronna warstwa się ściera i znowu zaczynają one do siebie przylegać. Teoretycznie urządzenia takie mogłyby mieć ruchome części, gdyby były na stałe umieszczone w smarze. Ciekły lubrykant się do tego nie nadaje, ponieważ elementy są bardzo małe (wymiary mikrometrowe) i substancje oleiste stawiałyby zbyt duży opór. Seong Kim z Uniwersytetu Stanowego Pennsylvanii porównał to pływania w basenie wypełnionym miodem. Stwierdził za to, że do tego celu może się nadać gaz. By to zbadać, ekipa rozpyliła wokół urządzenia ze ślizgającymi się po sobie elementami opary pentan-1-olu (alkoholu pentylowego). Okazało się, że problem ścierania został całkowicie wyeliminowany. MEMS działał dłużej, a opór wydatnie się zmniejszył. Nie wiadomo, w jaki sposób gaz zapewnia poślizg. Podobnie jak substancje stałe, najprawdopodobniej przywiera on i tworzy na powierzchni krzemu warstwę o grubości zaledwie jednej cząsteczki. Cząsteczki ze znajdującego się wokół gazu zastępują te, które zostają wypchnięte ze swojego miejsca w wyniku tarcia. Czas potrzebny na taką zamianę miejsc to jedynie 100 nanosekund. Ruch ślizgowy wydłuża w jakiś sposób cząsteczki pentanolu, a dłuższe cząsteczki zwiększają z kolei poślizg.

lt;!-- @page { size: 21cm 29.7cm; margin: 2cm } P { margin-bottom: 0.21cm } --> Niewielu z nas chciałoby wiedzieć, kiedy nastąpi nasz koniec, ani jak on będzie wyglądał. Jednak zahamowania te są obce astronomom – właśnie udało im się sprecyzować... harmonogram końca świata. Dotychczas wiadomo było, że życie na Ziemi wyginie po zmianie charakteru reakcji termojądrowych zachodzących w Słońcu. Nasza gwiazda zwiększy swą objętość, z czasem wchłaniając wewnętrzne planety Układu Słonecznego. Przed konsumpcją zostaną one oczywiście porządnie upieczone. Ziemia miała uniknąć całkowitej zagłady dzięki potężnemu wiatrowi słonecznemu, który powinien wypchnąć ją na wyższą orbitę. Za sprawą wysiłków astronomów z University of Sussex znamy nieco więcej szczegółów procesu, którego końcowa faza ma nastąpić za 7,6 miliarda lat. Najnowsze obliczenia wskazują niestety, że nasza planeta również stanie się częścią Słońca. Zwiększenie promienia orbity nie pozwoli uniknąć pochwycenia przez atmosferę gwiazdy. Wywołane w ten sposób tarcie doprowadzi do zmniejszenia prędkości liniowej Ziemi oraz jej powolnego opadania na Słońce. Finał tej wędrówki jest raczej jasny: nasza planeta wyparuje. Jeszcze posępniejsze prognozy dotyczą życia na Ziemi. Okazuje się, że pozostał nam już tylko miliard lat. Ponieważ organizmy są obecne od około 3,7 mld lat, nasza planeta ma za sobą niemal 80% całkowitego czasu "życia". Później Słońce stanie się wystarczająco duże, by wygotować wszystkie oceany. Podobno scenariusza tego można uniknąć. Kierujący wspomnianymi badaniami Robert Smith twierdzi, że wystarczy co parę tysięcy lat przyspieszać ruch Ziemi za pomocą asteroidy, by utrzymać bezpieczną odległość od Słońca. Zabiegi te mają wystarczyć na co najmniej 5 miliardów lat.