激光显微镜阐明橡胶和地板之间的摩擦特性

我们研究了各种地板材料和橡胶之间实际接触面积的测量，用Af表示。Af的观测对于更好地理解摩擦力起着重要作用^[1]。使用宽视场的激光显微镜观察了透明硅橡胶和各种地板材料之间的Af，使我们能够在很短的时间内观察到9mm×7mm的整个表观接触面积。通过使用透明橡胶，我们能够再现橡胶地板样品的实际接触情况，这在玻璃板上是不可能的。当表观接触面积太小时，Af的测量由于地板样品的波纹而受到测量值的大波动的影响。我们研究了准确理解摩擦力和Af之间关系所需的表观接触面积，并阐明了地板材料的波纹度对Af分布的影响^[2]。用于测量Af的常规光学方法受到诸如玻璃板或棱镜之类的透明接触样品的要求的限制，导致与待测量的实际接触情况的偏差。(1)使用宽视场显微镜，在测量结果变化较小的情况下获得了R_r/a和接触压力之间的关系。即使是具有最大粗糙度和波纹度的乙烯基片材也显示出低的变化。(2)随着R_r/a的增大，摩擦系数相应增大。当R_r/a饱和时，摩擦系数趋于平稳。(3)尽管芭蕾舞鞋在预期摩擦系数增加的情况下进行了开槽，但该凹槽并不影响R_r/a和接触压力之间的关系。然而，在凹槽周围局部观察到R_r/a的增加。根据以上内容，我们成功地使用宽场激光显微镜显示了每个带有透明橡胶的地板样品的Af和摩擦力之间的关系。而在这个实验中，9 × 7. mm，这是否足以测试具有较长波纹周期的试样需要调查。在未来，我们希望获得将摩擦理论的微观领域应用于实际防滑的宏观领域的知识。

[1]Y. FukahoriUnified physical concept of friction and wear of rubber, Part 1: strong adhesion and high frictional force caused by the surface characteristics of cross-linked rubber J Soc Rubber Sci Technol, 93 (2020), pp. 312-319

[2]E. Liamas, S.D. Connell, S.N. Ramakrishna, A. Sarkar Probing the frictional properties of soft materials at the nanoscale Nanoscale, 12 (2020), pp. 2292-2308, 10.1039/c9nr07084b

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