Wat is superlubriciteit?

Superlubriciteit is een speciaal materiaalfenomeen waarin wrijving tussen twee materialen dicht bij nul daalt. Echte zero -wrijving is niet thermodynamisch toegestaan, maar superlubriciteit komt dichtbij. Dit superlubriciteitsfenomeen treedt op wanneer twee oppervlakken kristalroosters hebben die in een incergevestiging zijn, wat betekent dat de kristalopstelling zodanig is dat slechts een kleine minderheid van de atomen op het oppervlak in contact komt met het tegenovergestelde oppervlak, is het ook waargenomen met grafiet. tussen een wolfraamnaald en een silicium- of grafietoppervlak. Superlubriciteit werd ontdekt toen fysici bij zeer hoge precisie de wrijvingskracht tussen kristaloppervlakken bestudeerden. Wanneer er een "rooster mismatch" is tussen twee van dergelijke oppervlakken, kan wrijving vrijwel volledig vertrekken. Deze rooster -mismatch wordt eenvoudigweg bereikt door te spelen met thij oriëntatie van de kristallagen ten opzichte van elkaar.

Superlubriciteit is interessant omdat het plaatsvindt in een droge omgeving - twee kristallen gezichten - in plaats van de natte omgeving die normaal geassocieerd is met smeermiddelen. In een conventioneel smeermiddel produceert de karnen van smeermiddelmoleculen en de aangrenzende oppervlakken eigenlijk enige wrijving, waardoor warmte, energieverlies en materiaallimieten veroorzaken. In nauwkeurig gemanipuleerde superlubricerende oppervlakken zou dit marginale energieverlies praktisch verdwijnen, waardoor nieuwe soorten engineering mogelijk is. Helaas, om ervoor te zorgen dat de juiste oriëntatie en stabiliteit van de kristallen roosters nanoschaal engineering vereisen, iets buiten het bereik van de huidige productie.

Superlubriciteit werd bedacht door betrekking tot de kwaliteiten van supergeleiding en superfluiditeit, hoewel het geen echte overeenkomsten heeft. SuperlubrIcity en zijn studie is een relatief recent veld, opgevoed in 1991, maar ondertussen niet veel bestudeerd. In supergeleiding stroomt elektriciteit zonder weerstand en in superfluditeit stroomt een vloeistof zonder weerstand (wrijving). Hoewel superfluids wrijvingsloos zijn, vergelijkbaar met superlubricants, is het onderliggende fysieke mechanisme fundamenteel anders.