Суперсмазывающее покрытие поможет снизить потери от трения и износа

Ученые из Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики США изобрели покрытие, которое может значительно снизить трение в обычных несущих системах с движущимися частями, от приводов транспортных средств до ветряных и гидроэлектростанций. Оно уменьшает трение стали о сталь как минимум в сто раз. Новое покрытие ORNL может помочь экономике США, которая ежегодно теряет более 1 триллиона долларов из-за трения и износа, что эквивалентно 5 % валового национального продукта.

Вместе с коллегами из ORNL Чанакой Кумарой и Майклом Лэнсом Ку возглавил исследование покрытия, состоящего из углеродных нанотрубок, которое придает суперсмазывающую способность скользящим деталям.

Суперсмазывающая способность – это свойство практически не оказывать сопротивления скольжению; его отличительной чертой является коэффициент трения менее 0,01. Для сравнения, когда сухие металлы скользят друг относительно друга, коэффициент трения составляет около 0,5. При использовании масляной смазки коэффициент трения падает примерно до 0,1. Однако покрытие ORNL снизило коэффициент трения намного ниже порогового значения сверхсмазывающей способности, до 0,001.

«Наше главное достижение заключается в том, что мы сделали суперсмазывающую способность применимой для наиболее распространенных случаев», – сказал руководитель группы инженеров поверхностей и трибологии ORNL Цюй.

Покрытие ORNL обладает выносливостью. Его суперсмазывающая способность сохранялась при испытаниях более чем на 500 000 циклов трения. Характеристики непрерывного скольжения проверялись в течение трех часов, затем одного дня, а затем 12 дней. На протяжении этого времени свойства покрытия оставались стабильными.