Cos'è la superlubricità?
La superlubricità è un fenomeno materiale speciale in cui l'attrito tra due materiali scende vicino allo zero. Il vero attrito zero non è termodinamicamente ammissibile, ma la superlubricità si avvicina. Questo fenomeno di superlubricità si verifica quando due superfici hanno reticoli cristallini che sono in contatto non accurato, il che significa che la disposizione cristallina è tale che solo una piccola minoranza degli atomi sulla superficie entra in contatto con la superficie opposta, generando una quantità di attrito evanescente.
Finora, la superlubricità è stata osservata in modo più evidente con la grafite, sebbene sia stata anche brevemente osservata tra fogli di mica o tra un ago di tungsteno e una superficie di silicio o grafite. La superlubricità è stata scoperta quando i fisici hanno studiato, con altissima precisione, la forza di attrito tra le superfici cristalline. Quando c'è una "mancata corrispondenza del reticolo" tra due di queste superfici, l'attrito può partire quasi del tutto. Questa discrepanza reticolare si ottiene semplicemente giocando con l'orientamento degli strati di cristallo l'uno rispetto all'altro.
La superlubricità è interessante perché si svolge in un ambiente secco - due facce di cristallo - piuttosto che nell'ambiente umido normalmente associato ai lubrificanti. In un lubrificante convenzionale, l'azione agitata tra le molecole di lubrificante e le superfici adiacenti produce effettivamente un certo attrito, causando calore, perdita di energia e limiti del materiale. In superfici superlubrificanti progettate con precisione, questa perdita di energia marginale svanirebbe praticamente, rendendo possibili nuovi tipi di ingegneria. Sfortunatamente, per garantire l'orientamento e la stabilità corretti dei reticoli cristallini potrebbe essere necessaria un'ingegneria su scala nanometrica, qualcosa al di fuori della gamma della produzione attuale.
La superlubricità è stata coniata in relazione alle qualità di superconduttività e superfluidità, sebbene non abbia reali somiglianze con queste. La superlubricità e il suo studio sono un campo relativamente recente, allevato nel 1991 ma non studiato molto nel frattempo. Nella superconduttività, l'elettricità scorre senza resistenza e nella superfludità un fluido scorre senza resistenza (attrito). Sebbene i superfluidi siano privi di attrito, simili ai superlubrificanti, il meccanismo fisico sottostante è fondamentalmente diverso.