Інженери розробили покриття з нанотрубок, яке на кілька порядків знижує тертя в сталевих деталях.
Дослідники з Національної лабораторії Ок-Ріджа Міністерства енергетики США винайшли покриття, яке може значно зменшити тертя в звичайних несучих системах з рухомими частинами, від приводів транспортних засобів до вітряних і гідроелектричних турбін. В основі розробки — пошкоджені вуглецеві нанотрубки.
Багатостінні вуглецеві нанотрубки покривають сталь, відштовхують корозійну вологу і служать резервуаром для мастила, пояснюють розробники. Для виготовлення покриття дослідники нагрівають диск з нержавіючої сталі, щоб на поверхні утворилися частинки оксиду металу.
Потім вони використовують хімічне осадження з парової фази, щоб ввести вуглець. Оксиди металу «зшивають» вуглець, атом за атомом, формуючи крихітні трубчасті структури. Нові нанотрубки не забезпечують супермастильну здатність до тих пір, поки не будуть пошкоджені.
Дослідники відзначають, що якщо обидві контактуючі поверхні покриваються частинками, то при русі відбувається тертя графена об графен. Останній компонент — невелика кількість змащувального масла. Без нього тертя занадто агресивно видаляє вуглецеві нанотрубки і покриття не може сформуватися.
Покриття з вуглецевих нанотрубок під мікроскопом. Зображення: Chanaka Kumara / ORNL, U.S. Dept. of Energy
Аналіз показав, що використання такої мастильної поверхні знижує коефіцієнт тертя до 0,001, набагато нижче порогового значення надмастильної здатності матеріалів. При цьому властивості зберігалися при випробуваннях більш ніж на 500 000 циклів тертя, при безперервному ковзанні протягом трьох годин, одного і дванадцяти днів. Нині дослідники отримують патент на свою розробку.