Molecular dynamics simulations of the isotopic effect on nanoscale friction

As simulacoes computacionais estao se tornando cada vez mais uteis para o estudo do atrito, permitindo a aplicacao de condicoes controladas, desacoplamento de mecanismos e configuracoes que geralmente nao sao alcancaveis em experimentos fisicos, garantindo que nenhuma outra variavel indesejavel esteja agindo no sistema. Neste trabalho, simulacoes de dinâmica molecular (MD) foram usadas para explorar sistematicamente o efeito de massa do isotopo na contribuicao fononica para o atrito, simulando diferentes condicoes de carga, direcao de deslizamento e cobertura de superficie para superficies planas de cristal unico de diamante [111] passivadas com H. Simulacoes foram realizadas utilizando o potencial Adaptive Intermolecular Reactive Empirical Bond-Order (AIREBO), incluindo as interacoes de van der Waals. O coeficiente de atrito foi considerado independente da massa atomica do adsorbato para ambas as direcoes de deslizamento simuladas. Alem disso, pelo menos nas condicoes simuladas, uma simples reducao na cobertura da superficie tambem nao afetou significativamente o coeficiente de atrito. Um aumento acentuado da forca de atrito foi observado apenas quando a camada de passivacao foi modificada pela introducao de defeitos altamente reativos. Por conseguinte, os resultados das simulacoes de dinâmica molecular dao suporte a um efeito isotopico indireto no atrito, mas apenas na medida em que os defeitos criados na camada de passivacao levam a formacao de superficies altamente reativas. [resumo fornecido pelo autor]