Süper Akışkanlık Nedir?

Süper akışkanlık, iki malzeme arasındaki sürtünmenin sıfıra yakın düştüğü özel bir malzeme olgusudur. Gerçek sıfır sürtünme termodinamik olarak izin verilemez, ancak süper-kayganlık yaklaşır. Bu süper-akışkanlık olgusu, iki yüzeyin eşit olmayan temasta olan kristal kafeslere sahip olması durumunda meydana gelir, yani kristal düzeneği, yüzeydeki atomların sadece küçük bir azınlığının, temas eden yüzeyle temas edeceği ve kaybolan bir miktarda sürtünme yaratacak şekilde olduğu anlamına gelir.

Bugüne kadar, mika levhaları arasında veya bir tungsten iğnesi ile bir silikon ya da grafit yüzeyi arasında kısaca gözlenmiş olmasına rağmen, süper akışkanlık en belirgin olarak grafit ile gözlenmiştir. Fizikçiler, kristal yüzeyler arasındaki sürtünme kuvvetini çok hassas bir şekilde incelerken süperlubisite keşfedildi. Bu iki yüzey arasında "kafes uyuşmazlığı" olduğunda, sürtünme neredeyse tamamen ayrılabilir. Bu kafes uyuşmazlığı, kristal tabakaların birbirlerine göre oryantasyonuyla oynayarak gerçekleştirilir.

Süper akışkanlık ilginçtir çünkü normal koşullarda kayganlaştırıcılarla bağlantılı ıslak ortam yerine kuru ortamda - iki kristal yüzlü - gerçekleşir. Geleneksel bir kayganlaştırıcıda, yağlayıcı moleküller ve bitişik yüzeyler arasındaki çalkalama hareketi aslında bir miktar sürtünme üreterek ısı, enerji kaybı ve malzeme sınırlarına neden olur. Tam olarak tasarlanmış süper yağlama yüzeylerinde, bu marjinal enerji kaybı pratik olarak ortadan kalkacak ve yeni mühendislik türlerini mümkün kılacaktır. Ne yazık ki, kristal kafeslerin doğru oryantasyonunu ve stabilitesini sağlamak için günümüz üretiminin dışında bir şey olan nano ölçekli mühendislik gerektirebilir.

Süper akışkanlık, süper iletkenlik ve süper akışkanlığın nitelikleri ile ilişkilendirilerek, bununla gerçek bir benzerliği bulunmamakla birlikte oluşturuldu. Superlubricity ve çalışması, 1991'de ortaya çıkan, ancak bu arada fazla çalışmayan, nispeten yeni bir alandır. Süper iletkenlikte, elektrik dirençsiz olarak akar ve süper akışkanlıkta bir sıvı dirençsiz olarak akar (sürtünme). Süper akışkanlar sürtünmesiz olsa da, süper yağlama maddelerine benzer şekilde, temel fiziksel mekanizma temelde farklıdır.