Hva er Superlubricity?

May 5  by Eliza

Superlubricity er et spesielt materiale fenomen der friksjon mellom to materialer som faller nær null. Sann null friksjon er ikke termodynamisk tillatt, men superlubricity blir tett. Denne superlubricity fenomen oppstår når to flater har krystallgitter som er i incommensurate kontakt, noe som betyr at krystall arrangementet er slik at bare en liten minoritet av atomene i overflaten kommer i kontakt med den motstående overflate, å generere en forsvinnende liten mengde av friksjon.

Hittil har superlubricity blitt observert mest fremtredende med grafitt, men det har også blitt observert kort mellom glimmer ark eller mellom en tungsten nål og en silisium eller grafitt overflaten. Superlubricity ble oppdaget da fysikere studert, ved svært høy presisjon, friksjonskraften mellom krystall flater. Når det er en "gitter mismatch" mellom to slike overflater, kan friksjonen vike nesten helt. Dette gitter mismatch oppnås ganske enkelt ved å leke med orienteringen av krystallsjikt med hensyn til hverandre.

Superlubricity er interessant fordi den foregår i et tørt miljø - to krystallflater - snarere enn den våte omgivelser som normalt forbindes med smøremidler. I et konvensjonelt smøremiddel, ikke kvernet aksjon mellom smøremiddel molekyler og de tilstøtende flater produsere faktisk noen friksjon, forårsaker varme, energitap og vesentlige begrensninger. I nettopp utviklet superlubricant overflater, ville dette marginal energitap praktisk talt forsvinne, noe som gjør nye typer ingeniør mulig. Dessverre, for å sikre riktig retning og stabilitet i det krystall rister kunne kreve nanoskala engineering, noe utenfor rekkevidden av dagens produksjon.

Superlubricity ble skapt av forhold til de kvaliteter av superledning og overflod, men det har ingen reelle likheter med disse. Superlubricity og dens studien er en relativt ny felt, brakt opp i 1991, men ikke studert mye i mellomtiden. I superledning, strømmer elektrisitet uten motstand, og i superfludity, renner en væske uten motstand (friksjon). Selv superfluids er friksjonsfri, lik superlubricants, er den underliggende fysiske mekanismen fundamentalt annerledes.

  • Superlubricity har blitt observert mellom ark av glimmer.