L’attrito è la forza resistente che produce calore generata dal movimento di due superfici a contatto l’una contro l’altra. È indirettamente il prodotto di una delle quattro forze fondamentali conosciute. L’attrito di un sistema è impossibile da predeterminare rigorosamente dai primi principi teorici. Matematicamente, l’espressione per attrito include una singola costante che incorpora tutti i fattori causali: un coefficiente di attrito (COF), simboleggiato dalla lettera greca, μ. L’equazione si scrive semplicemente fx = μxF, dove fx definisce la forma e la misura dell’attrito, mentre F è la forza perpendicolare o “normale” esercitata da entrambe le superfici, l’una sull’altra.
Tutti i coefficienti di attrito sono quantità scalari adimensionali; fattori che contribuiscono individualmente resistono alla spiegazione o quantificazione completa. La forza fondamentale responsabile della maggior parte dell’attrito è anche quella che consente la formazione di legami chimici: la forza elettrostatica. A prima vista potrebbe sembrare che la gravità sia la fonte dell’attrito, poiché la forza verso il basso dovuta alla gravità è la fonte della variabile F. In realtà, però, il coefficiente è una misura della “viscosità” tra le due superfici, e cioè determinata a livello microscopico dalle cariche elettriche che tendono ad impedire il movimento “legandole” tra loro. Tale legame è una caratteristica degli adesivi utilizzati per cementare insieme due superfici.
Che questo sia il caso è ben illustrato dal moderno polimero, il politetrafluoroetilene (PTFE). Meglio conosciuto con il marchio DuPont™, Teflon®, il PTFE mostra solo le forze elettrostatiche di dispersione di Londra molto attraenti. Ciò conferisce al PTFE un coefficiente di attrito tra i “primi tre” noti – circa 0.05-0.10. Se il coefficiente di attrito fosse il prodotto della gravità, la chimica delle superfici non avrebbe importanza e tali sostanze non sarebbero economicamente importanti come lo sono.
Ci sono modi per ridurre l’attrito senza, in un certo senso, cambiare i materiali di cui sono fatte le superfici. Il coefficiente di attrito per un sistema può essere efficacemente ridotto fornendo un sottile strato di lubrificante. In alternativa, è spesso possibile ridurre l’attrito inserendo una coltre di gas tra le superfici, che riduce il peso apparente della superficie sovrastante ed elimina difetti di fabbricazione, come la rugosità superficiale. La variazione del peso effettivo abbassa la forza normale, mentre l’assenza di difetti modifica il coefficiente di attrito; entrambi abbassano matematicamente la risultante forza di attrito. Gli ingegneri hanno utilizzato il fenomeno dello strato di gas per sviluppare l’hovercraft per viaggiare su superfici sia terrestri che acquatiche.