Исследователи из Африки и США совершили прорыв в борьбе с трением в машинах. Они создали суперсмазку на основе отходов маниоки (растения, из которого производят тапиоку), которое практически устраняет трение металлических деталей.
Это открытие может привести к значительной экономии топлива, продлить срок службы подвижных частей машин и сократить расходы во многих отраслях.
Согласно недавно опубликованной работе, трение поглощает около пятой части всей энергии, вырабатываемой ежегодно в мире. Ученые также отмечают, что ущерб, причиняемый трением в машинах, составляет от 1 до 4 процентов ВВП промышленно развитых стран. В автомобильной промышленности, по их словам, около 30% топлива в легковых автомобилях тратится на преодоление трения.
Суперсмазка
Новое покрытие решает эту проблему, используя концепцию "суперсмазки" - состояния практически нулевого трения между двумя сухими материалами, находящимися в контакте. Ранее суперсмазка наблюдалась только на наноуровне между чрезвычайно малыми частицами. Данное исследование демонстрирует возможность достижения этого эффекта в более крупном масштабе.
Ученые нанесли углерод, полученный из маниоки, на металлические поверхности с помощью недорогого высокотемпературного метода обработки биоотходов. Полученный слой углерода имитировал структуру графена - материала, состоящего из одного слоя атомов углерода. Это покрытие заполняло микротрещины на поверхности металла, создавая контактные точки только из графена, которые защищали металл снизу.
Испытания показали, что углерод, связанный со стальными и никелевыми поверхностями, обеспечивает практически полное отсутствие трения, которое сохраняется в обычных условиях в течение примерно 150 тыс. циклов.
"Это исследование может затронуть большинства отраслей промышленности. От биомедицины и энергетики до практически любого вида производства, этот подход может помочь продлить срок службы деталей машин, снизить расходы на техническое обслуживание и ремонт, а также создать более устойчивое промышленное будущее", - говорят авторы разработки.
Исследование опубликовано в журнале Applied Materials Today.
