نانوپوششی که اصطکاک را به نزدیک صفر می رساند - وبلاگ هلو

به گزارش وبلاگ هلو، دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج، پوششی را اختراع نموده اند که می تواند اصطکاک را در سیستم های مشترک با قطعات متحرک، کاهش دهد. این پوشش در محصولات مختلف از قطار گرفته تا توربین های بادی و آبی، به طور چشمگیری اصطکاک را کاهش دهد. این پوشش باعث کاهش صد برابری اصطکاک هنگام کشیده شدن فولاد بر فولاد می گردد. در آمریکا هر ساله بیش از یک تریلیون دلار برای اصطکاک و سایش هدر می رود که معادل 5 درصد فراوری ناخالص ملی این کشور است.

جون کو، رهبر گروه مهندسی سطح و گروه تریبولوژی گفت: وقتی اجزای مختلف روی یکدیگر می لغزند، اصطکاک و سایش ایجاد می گردد. اگر اصطکاک را کاهش دهیم، می توانیم مصرف انرژی را کاهش دهیم. اگر سایش را کاهش دهیم، می توانیم طول عمر سیستم را بالا برده و قابلیت اطمینان طولانی تر ایجاد کنیم.

در مقاله ای که این گروه منتشر کردند نشان دادند که می توان از نانولوله های کربنی برای ایجاد پوششی استفاده کرد که اصطکاک را به شدت کم می نماید و ویژگی ابرروان سازی را به وجود می آورد. ابرروان سازی خاصیتی است که در آن هیچ مقاومت در برابر حرکت کشویی دو سطح روی هم به وجود نمی آید. مشخصه آن ضریب اصطکاک کمتر از 0.01 است.

در مقایسه، هنگامی که فلزات خشک از یکدیگر عبور می نمایند، ضریب اصطکاک در حدود 0.5 است. با روان نماینده روغن، ضریب اصطکاک در حدود 0.1 قرار می گیرد. با این حال، این پوشش نو، ضریب اصطکاک را به 0.001 می رساند.

برای این مطالعه، کومارا، یکی از محققان این پروژه، نانولوله های کربنی را روی صفحات فولادی رشد داد. او با دستگاهی به نام Tribometer، صفحات را در برابر یکدیگر مالش داد تا تراش هایی از نانولوله کربنی را فراوری نمایند.

نانولوله های کربنی چند دیواره ای روی سطح فولاد قرار داده می گردد تا رطوبت خورنده را دفع نمایند و به عنوان یک مخزن روان نماینده عمل نمایند. این نانولوله ها روی سطح، نقش روان نماینده را ایفا نموده و باعث کاهش اصطکاک و رسیدن به اصطکاک صفر می شوند. این نانولوله ها در حین مالش ممکن است دچار آسیب شوند، با این کار آنها به ورق های گرافنی تبدیل می شوند که تشکیل یک فیلم ضداصطکاک می دهند.