(Phys.org)—Een team van onderzoekers van het Argonne National Laboratory, in Illinois, heeft een manier gevonden om de wrijving tussen twee macroscopische schaaloppervlakken drastisch te verminderen - tot bijna nul. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap , het team beschrijft hoe ze de methode per ongeluk hebben ontdekt en waarom ze denken dat deze nuttig kan zijn voor toepassingen in de echte wereld.

Zoals de meeste mensen weten, wrijving veroorzaakt energieverlies en slijtage van mechanische onderdelen - smeermiddelen zoals olie worden gebruikt om wrijving te verminderen en warmte af te voeren, maar wetenschappers zouden heel graag een manier willen vinden om te voorkomen dat dit in de eerste plaats gebeurt. In deze nieuwe poging de onderzoekers bestudeerden wrijvingseigenschappen op nanoschaal, waar het meer gaat om de aantrekkingskracht tussen atomen, dan microscopische onvolkomenheden die op macroscopische schaal aanwezig zijn. Ze waren een idee aan het testen dat ze hadden, dat als een plat materiaal was bedekt met grafeen en een ander met een diamant-koolstofmengsel, er zou waarschijnlijk weinig wrijving zijn als de ene over de andere werd geschoven.

Toen ze naar hun resultaten keken, merkten ze dat ze soms een zeer lage wrijvingscoëfficiënt bereikten, en soms deden ze dat niet. Het verschil, ze vonden, kwam tot stand toen kleine diamanten van het diamant-koolstofoppervlak kwamen, die vervolgens tussen de twee werden gerold terwijl het glijden volgde. Vermoedend dat ze iets hadden, het team probeerde het opnieuw, maar deze keer na het coaten van de oppervlakken, ze gooiden wat nanodiamanten tussen de twee, om te dienen als kleine kogellagers, gleed toen het ene oppervlak over het andere en ontdekte dat de wrijving daartussen zo laag was dat het kwalificeerde als supersmering.

Bij het nader bekijken van wat er feitelijk gebeurde tijdens het glijden, de onderzoekers ontdekten dat terwijl de nanodiamanten onder het grafeen rolden, ze werden bedekt met vlokken (wat het team scrolls noemde) en dat was de reden waarom de wrijving tussen de twee oppervlakken constant laag bleef tijdens het glijden. Ze testten de methode onder verschillende omstandigheden, zoals het veranderen van de glijsnelheid, de belasting en de temperatuur, en ontdekte dat het werkte onder een dergelijke voorwaarde, met uitzondering van, hoge luchtvochtigheid - water deed het werk dichtslibben. Het team is van mening dat de methode kan worden gebruikt in elektronische componenten, of misschien in ruimtegebaseerde toepassingen waar omgevingen zorgvuldig worden gecontroleerd.

© 2015 Fys.org