ساخت نانوپوششی که اصطکاک در فولاد را کاهش چشمگیری می‌دهد

به گزارش یاقوت نیوز؛ از تارنمای آمریکایی techbriefs، دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج در وزارت انرژی آمریکا پوششی را اختراع کردند که می‌تواند اصطکاک را در سیستم‌های مشترک با قطعات متحرک کاهش دهد.

این پوشش در محصولات مختلف چون قطار، توربین‌های بادی و آبی به‌طور چشمگیری اصطکاک را کاهش و باعث کاهش ۱۰۰ برابری اصطکاک هنگام کشیده شدن فولاد روی فولاد می‌شود. در برخی کشورها مانند آمریکا هر ساله بیش از یک تریلیون دلار برای اصطکاک و سایش فلزات هدر می‌رود که معادل پنج درصد تولید ناخالص ملی این کشور است.

جون کو سرپرست گروه مهندسی سطح و گروه تریبولوژی وزارت آزمایشگاه ملی اوک ریج در وزارت انرژی آمریکا گفت: وقتی اجزای مختلف روی یکدیگر می‌لغزند، اصطکاک و سایش ایجاد می‌شود. اگر اصطکاک را کاهش دهیم، می‌توانیم مصرف انرژی را کاهش دهیم. اگر سایش کاهش یابد، می‌توانیم طول عمر سیستم را افزایش داده و قابلیت اطمینان طولانی‌تر ایجاد کنیم.

این تیم تحقیقاتی در مقاله‌ای که منتشر کردند، نشان دادند می‌توان از نانولوله‌های کربنی برای ایجاد پوششی استفاده کرد که اصطکاک را به شدت کم می‌کند و ویژگی ابر روان‌سازی را به‌وجود می‌آورد. ابر روان‌سازی خاصیتی است که در آن هیچ مقاومت در برابر حرکت کشویی دو سطح روی هم به‌وجود نمی‌آید. مشخصه آن ضریب اصطکاک کمتر از یک صدم درصد است.

در مقایسه، هنگامی که فلزات خشک از یکدیگر عبور می‌کنند، ضریب اصطکاک در حدود پنج دهم درصد است. با روان کننده روغن، ضریب اصطکاک در حدود یک دهم درصد قرار می‌گیرد. با این حال، این پوشش جدید، ضریب اصطکاک را به یک هزارم درصد می‌رساند.

برای این مطالعه، کومارا یکی از محققان این پروژه، نانولوله‌های کربنی را روی صفحات فولادی رشد داد. وی با دستگاهی به نام Tribometer، صفحات را در برابر یکدیگر مالش داد تا تراش‌هایی از نانولوله کربنی را تولید کنند.

نانولوله‌های کربنی چند دیواره‌ای روی سطح فولاد قرار داده می‌شود تا رطوبت خورنده را دفع کنند و به‌عنوان یک مخزن روان کننده عمل کنند. این نانولوله‌ها روی سطح، نقش روان‌کننده را ایفا کرده و باعث کاهش اصطکاک و رسیدن به اصطکاک صفر می‌شوند. این نانولوله‌ها در حین مالش ممکن است دچار آسیب شوند، با این کار آنها به ورق‌های گرافنی تبدیل می‌شوند که تشکیل یک فیلم ضداصطکاک می‌دهند.

برچسب ها: اصطکاک فلز , فولاد , نانوپوشی , نانولوله‌های کربنی