Što je kameleonski premaz?

Kameleonski premaz je vrsta površinskog sloja koji se nanosi na različite proizvodne proizvode koji ima prilagodljive kvalitete. Obično se sastoji od materijala konstruiranih u nanotehnološkoj skali oko veličine pojedinačnih atoma ili malih molekula. Premazi su dizajnirani da imaju svojstva kao što su sposobnost promjene teksture površine ili dinamičkog reagiranja na vlagu, ekstremne temperature ili vakuumska okruženja kao što su premazi za višekratnu upotrebu u raketnoj industriji. Često se koriste kompozitni premazi koji se sastoje od nekoliko slojeva različitih materijala u premazu tako da može biti samopodmazujući i ima talište nižu od normalne.

Prve vrste premaza za kontrolu trošenja dizajnirane u nano skali temeljile su se na elementu volframa budući da je to tako široko korišten metal u proizvodnji metalnih dijelova visokog naprezanja. Istraživani su spojevi poput WC, volframa spojenog s ugljikom sličnim dijamantu (DLC) i volframovog disulfida, WS2. Metali poput volframa i itrija često su dio kameleonskog premaza jer njihovu kvalitetu podmazivanja osiguravaju suha maziva u obliku pogonskog ugljika, sumpora ili drugih nanočestica koje s njima povoljno djeluju. Zlato i srebro su drugi često korišteni metalni elementi, jer imaju sposobnost izdržati visoku razinu temperaturnog gradijenta gdje mogu pokazati svojstva podmazivanja kada su ugrađeni u matričnu strukturu. Grafitni ugljik također je uključen u neke formule kao korisna klizna površina u prisutnosti vode ili visoke vlažnosti.

Primjer onoga što se smatra drugom generacijom kameleonskog premaza od 2004. je cirkonij stabiliziran itrijem (YSZ), oblik keramike, koji je ugrađen unutar strukture nalik zlatnoj mreži koja inkapsulira nanočestice molibden disulfida, MoS2 i ugljik nalik dijamantu. Ova posebna kameleonska obloga može izdržati cikluse trenja klizanja od 10,000 932 ili više ponavljanja bez degradacije i temperature do 1,112° do 500° Fahrenheita (600° do XNUMX° Celzijusa). To ga je dovelo do interesa raznih proizvodnih koncerna u zrakoplovnoj industriji. Takvi kameleonski premazi su konstruirani tako da imaju tribološka svojstva, pri čemu se tribologija odnosi na sposobnost premaza da se odupre trenju, trošenju, a također ima i aspekte samopodmazivanja.

Ključni aspekt bilo kojeg kameleonskog premaza je da ima reverzibilnu morfologiju svog sastava. Premaz mora moći promijeniti svoje trenje i trošenje kao odgovor na uvjete, a zatim se vratiti u latentno stanje bez kemijske razgradnje. Arene u kojima je to važno uključuju izgradnju strukturnih i aerodinamičkih elemenata za hipersonična vozila koja su izložena ekstremnom fizičkom naprezanju na velikim visinama i brzinama.

Kameleonski premaz je konstruiran tako da ima širok raspon promjena u svojstvima materijala od ljestvice od jedne trilijuntine metra do jedne desetine milimetra (0.0000000001 do 0.0001 metara). Istraživanje u ožujku 2011. za američku vojsku proizvelo je kameleonski premaz sastavljen od spojeva nitrida, srebra i MoS2 koji je postavio svjetski rekord u izdržljivosti. Materijal je kružen više od 300,000 puta kroz temperaturni raspon od sobne temperature do 1,292° Fahrenheita (700° Celzijusa) bez primjetne degradacije svojstava materijala.