超潤滑性とは何ですか？

超潤滑性は、2つの材料間の摩擦がゼロに近くなる特殊な材料現象です。 真のゼロ摩擦は熱力学的に許容されませんが、超潤滑性は近くなります。 この超潤滑現象は、2つの表面の結晶格子が不整合接触している場合に発生します。つまり、結晶配列は、表面上のごく少数の原子のみが反対側の表面と接触し、わずかに摩擦が発生するようなものです。

これまで、超潤滑性はグラファイトで最も顕著に観察されましたが、雲母シート間またはタングステン針とシリコンまたはグラファイト表面の間でも短時間観察されました。 超潤滑性は、物理学者が結晶表面間の摩擦力を非常に高い精度で研究したときに発見されました。 このような2つの表面の間に「格子の不一致」がある場合、摩擦はほぼ完全に逸脱する可能性があります。 この格子不整合は、単に結晶層の互いの方向を調整することで達成されます。

超潤滑性は、潤滑剤に通常関連する湿潤環境ではなく、乾燥環境（2つの結晶面）で発生するため、興味深いものです。 従来の潤滑剤では、潤滑剤分子と隣接する表面との間の撹拌作用により、実際にいくらかの摩擦が生じ、熱、エネルギー損失、および材料の制限が生じます。 精密に設計された超潤滑剤表面では、このわずかなエネルギー損失が実質的になくなり、新しいタイプの工学が可能になります。 残念ながら、結晶格子の正しい方向と安定性を確保するには、現在の製造範囲外のナノスケール工学が必要になる場合があります。

超潤滑性は、超伝導性と超流動性の質との関係によって生み出されましたが、これらと実際の類似性はありません。 超潤滑性とその研究は比較的最近の分野であり、1991年に生まれましたが、その間はあまり研究されていません。 超伝導では、電気は抵抗なしに流れ、超流動性では、流体は抵抗なしに流れます（摩擦）。 超流動体は超潤滑剤と同様に摩擦がありませんが、基礎となる物理的メカニズムは根本的に異なります。