Nauka

Tarcie niemal wyeliminowane - co to oznacza?

przeczytasz w 2 min.

Dyski twarde, silniki samochodowe i turbiny wiatrowe będą wydajniejsze i bardziej żywotne?

tarcie ALCF
Grafika przedstawiająca nowy mechanizm do eliminacji tarcia. Widzimy tutaj złote nanocząsteczki diamentu, niebieskie nanozwoje grafenu, zieloną warstwę grafenu oraz czarną warstwę węgla diamentopodobnego. / Sanket Deshmukh, Joseph Insley, and Subramanian Sankaranarayanan, Argonne National Laboratory

Około 1/3 paliwa zużywanego przez nasze samochody jest spalane tylko po to, aby pokonać tarcie. Ten zespół zjawisk znacząco ogranicza też żywotność i efektywność wszelkich urządzeń, w których ważną rolę odgrywają elementy mechaniczne – można zatem wspomnieć tutaj chociażby o dyskach twardych, układach nanoelektromechanicznych czy turbinach wiatrowych. Dlatego właśnie najnowsze osiągnięcie naukowców Argonne Leadership Computing Facility jest tak istotne – udało im się stworzyć nowy hybrydowy materiał, który prawie całkowicie eliminuje występowanie tarcia.

Naukowcy wykorzystali superkomputer Mira do przeprowadzenia symulacji mających na celu udoskonalenie nowego mechanizmu do eliminacji tarcia. Eksperyment doprowadził do zaprojektowania hybrydowego materiału, który znacząco zmniejsza występowanie tarcia w mikroskali. Udało się to dzięki odkryciu, że gdy warstwy grafenu i DLC (węgla diamentopodobnego) ślizgają się po sobie, ten pierwszy zwija się i tworzy w ten sposób puste w środku, cylindryczne zwoje. To właśnie dzięki nim tarcie jest prawie całkowicie eliminowane.

Zespół naukowców nie odkrył tego od razu. Swoje badania rozpoczął od eksperymentu, w którym warstwy grafenu ślizgały się po stalowej kuli z DLC. Współczynnik tarcia był bardzo niski, ale jednocześnie mocno się wahał. Dzięki symulacjom na superkomputerze Mira udało się rozwiązać zagadkę – za wszystkim stał zwijający się grafen, który zmniejszał tarcie w momencie formowania i przywracał go do normy, gdy zostawał spłaszczony. W tym miejscu naukowcy postanowili dodać nanodiamenty, które zapobiegały przed spłaszczeniem grafenu. I to był strzał w dziesiątkę.

Jest to niezwykle ważne odkrycie. Może doprowadzić do tworzenia różnego typu urządzeń, które będą bardziej wydajne (przy zachowaniu obecnych technologii) i jednocześnie będą się charakteryzować wydłużoną żywotnością. Jedyny poważny problem obecnie to fakt, że nowe rozwiązania w ogóle nie sprawdza się w wilgotnym środowisku – tarcie wzrasta tam nawet 100-krotnie. Jest tak, ponieważ woda nie pozwala na formowanie się zwojów. Być może i to uda się rozwiązać. Z drugiej strony, nie można przecież mieć wszystkiego, prawda?

Źródło: ScienceDaily

Komentarze

24
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    .Alx.
    35
    W dobie planowanego postarzania produktów, to tylko kolejna technologia, która zostanie opatentowana i zamknięta w sejfie jakiejś korporacji. Ten news będzie pierwszym i ostatnim o tym rozwiązaniu.

    Smutne, ale prawdziwe, nasze potrzeby nie mają znaczenia, liczy się tylko zysk korporacji, które robią wszytko dla naszego dobra, ...ale tylko w reklamach.
    • avatar
      wojciechoslaw
      30
      To już nawet do wyeliminowania tarcia trzeba mieć DLC ? :P
      • avatar
        severian
        14
        Beztarciowe łożyska w rowerze to byłoby coś ;)
        • avatar
          Balrogos
          11
          Powiem tak bez tarcia nie ma przyjemnosci :)
          • avatar
            Kotowaru
            1
            ciekawe, czy rynek pozwoli na wprowadzenie czegoś, co odbierze mu zyski...
            no chyba, że podniosą ceny przedmiotów, które będą z tego korzystać
            • avatar
              Monstrum
              1
              Kiedyś (może) będzie ta technologia w codziennym życiu, ale my tego chyba nie dożyjemy... niestety.
              • avatar
                Konto usunięte
                0
                W sumie takie zastosowane sprawdzi się w różnego rodzaju silnikach albo na powierzchni samolotów, ale dowalenie tego, że 1/3 pary idzie w pokonaniu tarcia nie jest takie złe, bo jakbyśmy całkowicie je wyeliminowali (mówię tu o oponach), to wtedy auto nigdzie nie pojedzie, jednakże zastosowanie takiej technologii w silnikach to już inna bajka.
                • avatar
                  kamil112234
                  0
                  nie podali jaka jest obciążalność - to znaczy jeśli zastąpię łożysko wału tym czymś i obciążę siłą powiedzmy 10000N to wtedy jaki będzie współczynnik tarcia
                  • avatar
                    Konto usunięte
                    0
                    "nanocząstrzeczki" w opisie
                    • avatar
                      wdowa94
                      0
                      DLC staje się coraz popularniejsze... A zaczęło się od gier

                      Witaj!

                      Niedługo wyłaczymy stare logowanie.
                      Logowanie będzie możliwe tylko przez 1Login.

                      Połącz konto już teraz.

                      Zaloguj przez 1Login