„Supermazací“ povlak radikálne zníži trenie medzi kovovými časťami
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 19. 7. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pomocou biologického odpadu z rastlín manioku vedci vytvorili povlak, ktorý prakticky eliminuje trenie kovových častí. Tento prielom má potenciál priniesť lepšiu spotrebu paliva, predĺžiť životnosť pohyblivých častí a priniesť obrovské úspory v nespočetných priemyselných odvetviach.
Napriek všetkému, čo pre nás môžu urobiť, pohyblivé časti vo vnútri strojov majú neodmysliteľný problém, ktorým je trenie. Podľa výskumnej práce, ktorú práve zverejnili vedci z rôznych inštitúcií v Afrike a USA, je trenie zodpovedné za spotrebu približne jednej pätiny všetkej energie vygenerovanej na celom svete každý rok. Okrem toho autori píšu, že škody spôsobené trením v strojoch zaberajú jedno až štyri percentá HDP priemyselných ekonomík. V automobilovom priemysle vedci tvrdia, že asi 30 % paliva vloženého do osobných vozidiel sa používa na prekonanie trenia.
Zníženie trenia by preto mohlo mať zásadný vplyv na náklady na prácu so strojmi a potenciálne by mohlo ušetriť palivo používané pri prevádzke automobilov. Výskumný tím, vedený prezidentom newyorského Polytechnického inštitútu SUNY, Winstonom „Wole“ Soboyejom a postdoktorandským výskumníkom Tabirim Kwayie Asumadom, sa rozhodol prijať výzvu v oblasti trenia a zameral sa na koncept známy ako „supermazanie“. Supermazanie je stav takmer nulového trenia medzi dvoma pohybujúcimi sa suchými materiálmi, ktoré sú vo vzájomnom kontakte.
Až doteraz bolo supermazacie správanie pozorované iba medzi super malými časticami na nano úrovni. Nová štúdia však ukazuje, že tento jav je možný aj na makro úrovni.
Aby to fungovalo, výskumníci uložili uhlík získaný z rastlín manioku na kovové povrchy pomocou nízkonákladového vysokoteplotného procesu spracovania biologického odpadu. Keď sa uhlík spojil s kovom, mal stopu grafénu, materiálu pozostávajúceho z jednej vrstvy atómov uhlíka. Tento materiál vyplnil drážky spôsobené opotrebovaním a vytvoril kontaktné body iba z grafénu, ktoré chránili kov pod ním.
V testoch uhlík viazaný na oceľové a niklové substráty viedol k prakticky stavu bez trenia, ktoré zostalo robustné za normálnych podmienok počas približne 150 000 cyklov.
„Tento výskum by sa skutočne mohol dotknúť väčšiny priemyselných odvetví,“ povedal Asumadu. „Od biomedicínskeho cez energetické sektory až po takmer každý druh výroby by tento prístup mohol pomôcť predĺžiť životnosť častí strojov, znížiť náklady na údržbu a výmenu a vytvoriť udržateľnejšiu priemyselnú budúcnosť.“
Článok popisujúci zistenia bol nedávno publikovaný v magazíne Applied Materials Today.
