Co to jest Superlubricity?

Nadsmarowość to szczególne zjawisko materiałowe, w którym tarcie między dwoma materiałami spada prawie do zera. Rzeczywiste tarcie zerowe nie jest dopuszczalne termodynamicznie, ale nadsubtelność zbliża się. To zjawisko nadsubtelności występuje, gdy dwie powierzchnie mają sieci krystaliczne, które są w niewspółmiernym kontakcie, co oznacza, że ​​układ kryształów jest taki, że tylko niewielka mniejszość atomów na powierzchni styka się z przeciwną powierzchnią, generując znikomą ilość tarcia.

Do tej pory nadsubtelność zaobserwowano najwyraźniej w przypadku grafitu, chociaż zaobserwowano go również krótko między arkuszami miki lub między igłą wolframową a powierzchnią krzemu lub grafitu. Nadkrytyczność odkryto, gdy fizycy badali z bardzo dużą dokładnością siłę tarcia między powierzchniami kryształu. Kiedy występuje „niedopasowanie siatki” między dwiema takimi powierzchniami, tarcie może zniknąć prawie całkowicie. To niedopasowanie sieci osiąga się po prostu poprzez zabawę z orientacją warstw krystalicznych względem siebie.

Nadtleność jest interesująca, ponieważ ma miejsce w środowisku suchym - dwie ściany krystaliczne - zamiast w środowisku wilgotnym zwykle związanym ze smarami. W konwencjonalnym smarze ubijanie między cząsteczkami smaru i sąsiadującymi powierzchniami faktycznie powoduje pewne tarcie, powodując utratę ciepła, energii i ograniczenia materiałowe. W precyzyjnie skonstruowanych powierzchniach super smarujących ta marginalna utrata energii praktycznie zniknie, umożliwiając nowe rodzaje inżynierii. Niestety, aby zapewnić prawidłową orientację i stabilność sieci krystalicznej, może być wymagana inżynieria w nanoskali, coś poza zakresem współczesnej produkcji.

Superlubricity został wymyślony w odniesieniu do właściwości nadprzewodnictwa i nadciekłości, chociaż nie ma z nimi prawdziwych podobieństw. Superlubricity i jego badania to stosunkowo niedawna dziedzina, wychowana w 1991 r., Ale tymczasem niewiele badań. W nadprzewodnictwie prąd przepływa bez oporu, aw nadmiaru płyn przepływa bez oporu (tarcia). Chociaż nadcieki są beztarciowe, podobnie jak supermarulanty, podstawowy mechanizm fizyczny jest zasadniczo inny.