Метод зниження тертя практично до нуля в макроскопічному масштабі

Група дослідників, що працює у Національній лабораторії Аргонна (Argonne National Laboratory), Іллінойс, США, знайшла спосіб зниження коефіцієнта тертя між двома поверхнями практично до нульового значення в макроскопічному масштабі. Як це часто буває в науці дане відкриття було зроблено цілком випадково, тим не менш, такий ефект зниження тертя може виявитися вельми корисним для безлічі областей застосування в реальному світі.

Як добре відомо більшості людей, тертя є однією з причин витрати енергії в будь-яких рухомих механізми, що мають поверхні, що труться.

Для зниження сил тертя і зменшення кількості виділяється при цьому тепла зазвичай використовують мастильні матеріали, отримані синтетичним шляхом або шляхом перегонки нафти. Однак, практично з самого початку використання людством різних механізмів, вчені б’ються над завданням усунення тертя як явища взагалі.

Проводячи дослідження, вчені вивчали властивості тертя на нанорозмірному рівні, там, де сили тяжіння між атомами виявляються набагато сильніше і відіграють велику роль, ніж мікроскопічні дефекти і нерівності поверхні, які обумовлюють високу тертя в макроскопічному масштабі. Вони перевіряли одну зі своїх ідей, покривши плоску поверхню шаром певного матеріалу графена, а другу трущуюся поверхню – алмазно-вуглецевої сумішшю.

Рухаючи по-різному ці поверхні один відносно одного, дослідники відзначили випадки, коли коефіцієнт тертя різко падав практично до нуля.

Подальші дослідження показали, що це відбувалося внаслідок того, що під впливом сил тертя деякі крихітні алмази відривалися від поверхні, після чого вони виступали в ролі крихітних кульок підшипника, котячись у проміжку між поверхнями.

Для підтвердження цього дослідники помістили деяку кількість вільних алмазних наночастинок між поверхнями і почали рухати ці поверхні відносно один одного. Результат перевершив очікування вчених, сили тертя між двома поверхнями виявилися настільки малі, що точність наявного у вчених обладнання не вистачило для того, щоб їх виміряти.

Подальші дослідження феномена показали, що

не тільки алмазні наношарики грають роль у зниженні сил тертя. Виявляється, що алмазні наночастинки, катаються по поверхні, покритої графеном, відривають від графена невеликі пластівці, які виконують роль додаткової «мастила», що забезпечує ковзання. Це все було перевірено при різних умовах, при різних навантаженнях на поверхні, що труться, при різних швидкостях ковзання і при різних температурах. У всіх випадках коефіцієнт тертя прагнув до нуля. Винятком стала лише ситуація, коли у проміжок між поверхнями потрапила вода.

З урахуванням усього вищесказаного можна припустити, що даний метод зниження тертя може використовуватися в досить обмеженому колі областей, наприклад, в мініатюрних електронних компонентах, в космічній техніці і в деяких інших областях, де можна забезпечити постійні і підходящі для такої технології умови навколишнього середовища.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *