Što je Superlubricity?

Superpodmazivanje je poseban fenomen materijala u kojem trenje između dva materijala pada blizu nule. Pravo nulto trenje nije termodinamički dopušteno, ali superpodmazivanje se približava. Ovaj fenomen superpodmazivanja događa se kada dvije površine imaju kristalne rešetke koje su u nerazmjernom kontaktu, što znači da je kristalni raspored takav da samo malena manjina atoma na površini dolazi u dodir s suprotnom površinom, stvarajući tako malo trenja.

Do sada je superpodmazivanje bilo najizraženije kod grafita, iako je također kratko uočeno između listova liskuna ili između volframove igle i površine silicija ili grafita. Superpodmazivanje je otkriveno kada su fizičari proučavali, s vrlo visokom preciznošću, silu trenja između kristalnih površina. Kada postoji “nepodudarnost rešetke” između dvije takve površine, trenje može gotovo potpuno nestati. Ova neusklađenost rešetke postiže se jednostavno igranjem s orijentacijom slojeva kristala jedan u odnosu na drugi.

Superpodmazivanje je zanimljivo jer se odvija u suhom okruženju – dva kristalna lica – umjesto u mokrom okruženju koje se obično povezuje s mazivima. U konvencionalnom mazivu, djelovanje bujanja između molekula maziva i susjednih površina zapravo proizvodi određeno trenje, uzrokujući toplinu, gubitak energije i ograničenja materijala. U precizno projektiranim površinama supermaziva, ovaj marginalni gubitak energije praktički bi nestao, što bi omogućilo nove vrste inženjeringa. Nažalost, kako bi se osigurala ispravna orijentacija i stabilnost kristalnih rešetki, moglo bi biti potrebno nanorazmjerno inženjerstvo, nešto izvan dometa današnje proizvodnje.

Supermazivost je skovana u odnosu na kvalitete supravodljivosti i superfluidnosti, iako nema stvarnih sličnosti s njima. Superpodmazivanje i njegovo proučavanje relativno je novije područje, pokrenuto 1991., ali u međuvremenu nije puno proučavano. U supravodljivosti struja teče bez otpora, a u superfludnosti tekućina teče bez otpora (trenja). Iako su superfluidi bez trenja, slični superlubrikantima, temeljni fizički mehanizam je bitno drugačiji.