Jak nowy superlubrykant może zmienić naszą przyszłość?
Tarcie jest podstawowym problemem w maszynach przeróżnego rodzaju. Szacuje się, że ten właśnie problem doprowadza do zużycia około jednej piątej całej generowanej na świecie energii w skali roku, a same uszkodzenia spowodowane tarciem w maszynach odpowiadają za od jednego do czterech procent PKB w gospodarkach uprzemysłowionych. Gdyby tego było mało, w przemyśle motoryzacyjnym około 30% paliwa używanego w pojazdach pasażerskich jest zużywane wyłącznie na pokonanie tarcia i dlatego właśnie jego redukcja może przynieść znaczne korzyści ekonomiczne oraz ekologiczne.
Czytaj też: Chińczycy pokonali superkomputery. Wykorzystali technologię przyszłości
Tak się składa, że naukowcy opracowali właśnie przełomową powłokę do smarowania na bazie biopaliw z roślin manioku, która praktycznie całkowicie eliminuje tarcie między metalowymi częściami (Applied Materials Today). Ten supersmar ma za zadanie rozwiązać wspomniane wcześniej problemy, wynosząc wyjątkowy poziom smarowania poza skalę nano, w której do tej pory można było zaobserwować to zjawisko. Jak to osiągnięto?
Zespół badawczy z SUNY Polytechnic Institute nanosił węgiel pochodzący z roślin manioku na metalowe powierzchnie za pomocą taniego procesu obróbki biopaliw w wysokiej temperaturze. Proces ten stworzył warstwę przypominającą grafen na powierzchniach metalowych, która wypełniała rowki zużycia i tworzyła prawie beztarciowe punkty kontaktowe. W testach powłoka utrzymywała swoje beztarciowe właściwości przez około 150000 cykli w normalnych warunkach pracy. Nie trzeba więc zapewne już wyjaśniać, dlaczego potencjalne zastosowania tej supersmarnej powłoki są ogromne i obejmują wiele branż. Przykłady?
Czytaj też: Skała akumulatorem przyszłości. Niebywałe odkrycie zmieni branżę elektryków
Dzięki redukcji tarcia, maszyny i silniki mogą działać bardziej efektywnie, co prowadzi do poprawy ekonomii paliwowej w pojazdach oraz zmniejszenia zużycia energii w fabrykach. To nie tylko obniża koszty, ale także przynosi korzyści dla środowiska. Dodatkowo części maszyn pokryte taką powłoką doświadczają mniejszego zużycia, co skutkuje potrzebą przeprowadzania rzadszych konserwacji, napraw, krótszymi przestojami i dłuższą żywotnością sprzętu, co jest szczególnie korzystne w sektorach opierających się na ciężkich maszynach, takich jak produkcja i transport.
Implanty medyczne, protezy i narzędzia chirurgiczne mogą zyskać lepszą wydajność i trwałość dzięki takim supersmarnym powłokom, co może zaważyć np. na konieczności przeprowadzania operacji uszkodzonych tkanek znacznie rzadziej. Wreszcie trwałe i wydajne maszyny są kluczowe w przestrzeni kosmicznej, gdzie zasoby są ograniczone. Dlatego wiec supersmarne powłoki mogą odgrywać istotną rolę w przyszłych misjach kosmicznych, zapewniając niezawodność sprzętu w trudnych warunkach.
Czytaj też: Szokujący napęd przyszłości. Pozwoli nam na podróż do innych gwiazd
Wykorzystując właściwości redukujące tarcie węgla pochodzącego z roślin manioku, naukowcy utorowali drogę do przyszłości, w której maszyny działają bardziej efektywnie i zrównoważenie. Ta supersmarna powłoka nie tylko zmniejsza zużycie energii i koszty operacyjne, ale także promuje zrównoważony rozwój poprzez wydłużenie żywotności maszyn i zmniejszenie związanych z przeróżnymi branżami odpadów.