Das physikalische Verhalten von interagierenden Nanomaterialen kann nach einer Modellsimulation von Forschern der University of Wisconsin besser vorhergesagt werden. Die Wissenschaftler um Izabela Szlufarska modellierten Nanopartikel präziser als zuvor und konnten so erstmals realistische Vorhersagen über die Reibungskräfte ableiten, die zwischen den Kleinstpartikeln auftreten. Bisherige Prognosen zu solchem Verhalten hatten bislang nie gut zu tatsächlichen Messergebnissen gepasst. Man hatte in Analogie zur Makrowelt nur grob annehmen können, dass Reibung zwischen Nanomaterialien wegen ihrer ungewöhnlich großen Oberflächen-Volumen-Verhältnisse hoch sein müsste.

Dies bestätigte das bis in atomare Maßstäbe auflösende Modell von Szlufarska und Kollegen. Die Reibungskräfte zwischen Nanostäbchen verhielten sich dabei aber tatsächlich wie jene zwischen makroskopisch großen Stäbchen mit rauen Oberflächen. Die Nano-Kontaktfläche sei tatsächlich wegen der aus den Strukturen teilweise herausragenden Atome auch in der Realität nicht spiegelglatt, erklären die Forscher.

Bisherige Modelle hätten dies nicht abgebildet und die tatsächlich auftretenden Kräfte daher nicht korrekt eingeschätzt, so die Forscher. Ihr Modell belege aber auch, dass trotz anders lautender Befürchtungen manche in der Makrowelt gültigen physikalischen Gesetzmäßigkeiten auch im kleinsten Maßstab zutreffen. (jo)