¿Qué es un revestimiento de camaleón?

Un recubrimiento de camaleón es un tipo de capa superficial aplicada a varios productos fabricados que tiene cualidades adaptativas. Por lo general, se compone de materiales diseñados a una escala de nanotecnología alrededor del tamaño de átomos individuales o moléculas pequeñas. Los recubrimientos están diseñados para tener propiedades como la capacidad de cambiar la textura de la superficie o responder dinámicamente a la humedad, los extremos de temperatura o los entornos de vacío, como los recubrimientos de vehículos de lanzamiento reutilizables en cohetros. Los recubrimientos compuestos a menudo se usan que están formados por varias capas de diferentes materiales en el recubrimiento para que pueda ser autolubricante y tener un punto de fusión inferior a lo normal.

Los primeros tipos de recubrimientos de control de desgaste diseñados a una escala nano se basaron en el tungsteno del elemento, ya que es un metal tan ampliamente utilizado en la fabricación de piezas de metal de alto estrés. Se investigaron compuestos como WC, tungsteno fusionado con carbono similar al diamante (DLC) y disulfuro de tungsteno, WS ₂ . Metales comoEl tungsteno y el itrio a menudo son parte de un recubrimiento de camaleón porque su calidad de lubricante es proporcionada por lubricantes secos en forma de carbono alimentado, azufre u otras nanopartículas que interactúan favorablemente con ellos. Gold and Silver AR, e otros elementos de metal frecuentes utilizados, ya que tienen la capacidad de soportar un alto nivel de gradiente de temperatura donde pueden exhibir cualidades lubricantes cuando se incrustan dentro de una estructura de matriz. El carbono grafítico también se incluye en algunas fórmulas como una superficie deslizante útil en presencia de agua o alta humedad.

Un ejemplo de lo que se considera un recubrimiento de camaleón de segunda generación a partir de 2004 es la circonia estabilizada de Yttria (YSZ), una forma de cerámica, que está incrustada dentro de una estructura de oro de oro que encapsula nanopartículas de disulfuro de molibdeno, Mos ₂ , y un carbono diamoso. Esta composición de recubrimiento de camaleón en particular puede enDure ciclos de fricción deslizante de 10,000 repeticiones o más sin degradarse, y temperaturas de hasta 932 ° a 1,112 ° Fahrenheit (500 ° a 600 ° Celsius). Esto lo ha puesto al interés de diversas preocupaciones de fabricación en la industria aeroespacial. Dichos recubrimientos de camaleones están diseñados para tener propiedades de la tribología, donde la tribología se refiere a la capacidad del recubrimiento para resistir la fricción, el desgaste y también tener aspectos de lubricación.

.

El aspecto clave de cualquier revestimiento de camaleón es que tiene una morfología reversible en su composición. El recubrimiento debe poder cambiar su fricción y desgaste en respuesta a las condiciones y luego cambiar a un estado latente sin degradación química. Las arenas donde esto es importante incluye en la construcción de elementos estructurales y aerodinámicos para vehículos hipersónicos que sufren estrés físico extremo a grandes altitudes y velocidades.

Un recubrimiento de camaleón está diseñado para tener un cambio amplio en las propiedades del material de un SCAle de un billonésimo de un metro en hasta una décima parte de un milímetro (0.0000000001 a 0.0001 metros). La investigación en marzo de 2011 para el Ejército de los EE. UU. Ha producido un recubrimiento de camaleón compuesto por compuestos de nitruro, plata y MOS ₂ que ha establecido un récord mundial de durabilidad. El material se cicló más de 300,000 veces hasta un rango de temperatura desde temperatura ambiente hasta 1,292 ° Fahrenheit (700 ° Celsius) sin ninguna degradación notable en las propiedades del material.