Qu'est-ce que la superlubricité?
La superlubricité est un phénomène matériel particulier dans lequel les frottements entre deux matériaux chutent presque à zéro. Le frottement zéro absolu n'est pas admissible sur le plan thermodynamique, mais la super-lubrification se rapproche. Ce phénomène de superlubricité se produit lorsque deux surfaces ont des réseaux cristallins qui sont en contact incommensurable, ce qui signifie que la disposition cristalline est telle que seule une infime minorité des atomes de la surface entrent en contact avec la surface opposée, générant un frottement extrêmement faible.
Jusqu'ici, la superlubricité a été observée de manière plus évidente avec le graphite, bien qu'elle ait également été observée brièvement entre des feuilles de mica ou entre une aiguille de tungstène et une surface de silicium ou de graphite. La superlubricité a été découverte lorsque les physiciens ont étudié avec une très grande précision la force de frottement entre les surfaces cristallines. Lorsqu'il y a "désaccord du réseau" entre deux de ces surfaces, le frottement peut disparaître presque entièrement. Ce décalage de réseau est obtenu simplement en jouant avec l'orientation des couches de cristal les unes par rapport aux autres.
La superlubrification est intéressante car elle a lieu dans un environnement sec - deux faces en cristal - plutôt que dans l’environnement humide normalement associé aux lubrifiants. Dans un lubrifiant conventionnel, l'action de barattage entre les molécules de lubrifiant et les surfaces adjacentes crée effectivement un certain frottement, provoquant des limites de chaleur, de perte d'énergie et de matériau. Sur des surfaces superlubrifiantes fabriquées avec précision, cette perte d'énergie marginale disparaîtrait pratiquement, permettant ainsi de nouveaux types d'ingénierie. Malheureusement, pour assurer l'orientation et la stabilité correctes des réseaux cristallins, une ingénierie à l'échelle nanométrique pourrait s'avérer nécessaire, ce qui dépasse le cadre de la fabrication actuelle.
La superlubricité a été inventée en relation avec les qualités de supraconductivité et de superfluidité, bien qu’elle n’ait aucune similitude réelle avec celles-ci. La superlubrique et son étude constituent un domaine relativement récent, évoqué en 1991 mais peu étudié entre-temps. En supraconductivité, l’électricité coule sans résistance et en superfludité, un fluide coule sans résistance (frottement). Bien que les superfluides soient sans friction, similaires aux superlubrifiants, le mécanisme physique sous-jacent est fondamentalement différent.