Vad är Superlubricity?
Superlubricity är ett speciellt materialfenomen där friktion mellan två material faller nära noll. Sann nollfriktion är inte termodynamiskt tillåten, men superlubricity kommer nära. Detta superlubricity-fenomen uppstår när två ytor har kristallgitter som är i oförändrad kontakt, vilket betyder att kristallarrangemanget är sådant att endast en liten minoritet av atomerna på ytan kommer i kontakt med den motstående ytan, vilket alstrar en försvinnande liten mängd friktion.
Hittills har superlubricitet observerats mest framträdande med grafit, även om den också har observerats kort mellan glimmerark eller mellan en volframnål och en kisel- eller grafityta. Superlubricity upptäcktes när fysiker studerade friktionskraften mellan kristallytor med mycket hög precision. När det finns en "gittermatchning" mellan två sådana ytor, kan friktion avgå nästan helt. Denna gittermatchning uppnås helt enkelt genom att leka med kristallagarnas orientering i förhållande till varandra.
Superlubricity är intressant eftersom det sker i en torr miljö - två kristallytor - snarare än den våta miljön som normalt är förknippad med smörjmedel. I ett konventionellt smörjmedel åstadkommer faktiskt spolningsverkan mellan smörjmedelmolekyler och de närliggande ytorna viss friktion, vilket orsakar värme, energiförlust och materialgränser. På exakt konstruerade superlubricantytor skulle denna marginella energiförlust praktiskt taget försvinna, vilket möjliggör nya typer av teknik. Tyvärr, för att säkerställa korrekt orientering och stabilitet för kristallgitterna kan det kräva teknik för nanoskala, något utanför dagens tillverkning.
Superlubricity myntades utifrån kvaliteten på superledningsförmåga och superfluiditet, även om den inte har några verkliga likheter med dessa. Superlubricity och dess studie är ett relativt nyligen fält, som tas upp 1991 men inte studerat mycket under tiden. I supraledningsförmåga flödar elektricitet utan motstånd, och i överflödighet flyter en vätska utan motstånd (friktion). Även om superfluider är friktionsfria, liknande superlubricants, är den underliggande fysiska mekanismen grundläggande annorlunda.