新型超润滑涂层可从根本上降低金属零件之间的摩擦力
2024-07-23 11:35:49 - 媒体滚动
根据刚刚发表的一篇研究论文，摩擦每年消耗的能源约占全球总发电量的五分之一。此外，论文还提到，机械摩擦造成的损失占工业化经济体国内生产总值的1%~4%。研究人员说，在汽车行业，用于乘用车的油料中约有30%是用来克服摩擦的。
因此，减少摩擦会对机器的工作成本产生重大影响，并有可能节省汽车运行中使用的燃料。由纽约州立大学理工学院院长温斯顿·索博耶霍（WinstonSoboyejo）和博士后研究员塔比里·卡瓦耶·阿苏马杜（TabiriKwayieAsumadu）领导的研究团队决定通过关注“超润滑性”这一概念来应对摩擦挑战。超润滑是指两种运动的干燥材料相互接触时摩擦力接近零的状态。
迄今为止，超润滑行为只出现在纳米尺度的超小颗粒之间。但新的研究表明，这种现象在宏观尺度上也是可能的。
为使其发挥作用，研究人员采用低成本的高温生物废料处理工艺，将木薯植物中提取的碳沉积到金属表面。一旦碳与金属结合，就会产生石墨烯的足迹，石墨烯是一种由单层碳原子组成的材料。这种材料填满了磨损造成的凹槽，形成了仅有石墨烯的接触点，保护了下面的金属。
在测试中，与钢和镍基板粘合在一起的碳几乎达到了无摩擦状态，在正常条件下可持续使用约15万次。
阿苏马杜说：“这项研究确实可以触及大多数行业。”从生物医学到能源行业，再到几乎所有的制造业，这种方法都能帮助延长机器零件的寿命，降低维护和更换成本，并创造一个更具可持续性的工业未来。该研究成果已发表在《今日应用材料》（AppliedMaterialsToday）杂志上。（逸文）