נצמד ומחליק

הרבה מ"חריקות" היום-יום – בין אם מדובר בציר מסתובב או בצליל שמפיק כינור כאשר קשת מחליקה על מיתריו – נובע מכך ששני משטחים מחליקים זה מול זה בתנועה לא-רציפה של היצמדות והחלקה, הקרויה stick-slip. עד לאחרונה רָוַוח בהקשר זה מודל מקובל שגרס כך: כאשר קיימת שכבת סיכה דקה בין המשטחים, לרוב, בעת היצמדות המשטחים, שכבת הסיכה היא מוצקה; אך בעת ההחלקה היא נעשית נוזלית; היא תהפוך שוב למוצקה כאשר המשטחים ייצמדו בשנית, וחוזר חלילה. אולם, שיתוף פעולה מחקרי בין קבוצת המחקר של פרופ' יעקב קליין, מהמחלקה לחומרים ופני שטח במכון ויצמן למדע, לבין פרופ' אריה ירדאור מאוניברסיטת תל-אביב – שממצאיו התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי "רשומות האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית" (PNAS) – הראה כי מודל זה אינו נכון.
 
קבוצת המחקר, שהשתתפו בה תלמידת המחקר אירית רוזנהק-גולדיאן ועמית המחקר ד"ר ניר קמפף, בחנה את מנגנון ההיצמדות וההחלקה במערכת אידיאלית: שני משטחים חלקים לגמרי, שביניהם שכבה דקה של חומר סיכה, אשר המולקולות שלו מסודרות בשכבות, בעובי של ארבעה עד חמישה ננומטר. כאמור, ההנחה המקובלת הייתה שבעת ההחלקה ייעשה חומר הסיכה שבין שני המשטחים נוזלי יותר, וכאשר תעבור המערכת למצב של היצמדות – הוא יתמצק. "היות שחומרים מוצקים צפופים יותר מנוזלים, חשבנו שאם חומר הסיכה נעשה נוזלי יותר, עובי השכבה בין המשטחים יתפח בערך בעשרה אחוזים", אומר פרופ' קליין. אך המדידות העלו תוצאה מפתיעה: המרחק בין שני המשטחים לא השתנה בזמן החיכוך, בתחום הדיוק של 0.1 ננומטר, ולכן הסיקו המדענים, כי חומר הסיכה אינו נעשה נוזלי.
 
הבנה טובה יותר של תופעת החיכוך ושל אופן פעולתם של חומרי סיכה עשויה להוביל לפיתוח טכנולוגיות ושיטות פעולה חדשות, הן בעולם הרפואה והן בתעשייה.