纳米技术减少摩擦并提高材料的耐用性

来自国家核研究大学 MEPhI 和 Immanuel Kant 波罗的海州立联邦大学的一组科学家建议使用创新的薄膜来显着减少摩擦，从而提高机构表面的耐用性。这一发现对许多领域都很重要，从医学到空间技术。

“薄膜是固态的物质，可以是只有几个原子层的厚度。通常，它们的性质是从宏观尺度原物质的性能显着不同的。它们的应用保持的扩大的区域，并且包括纳米电子学，光电子学，自旋电子学，电- 和光催化，以及空间技术和仪器制造等重要的经济领域。航天器和医疗技术的微模块设备也是薄膜可以使用的有前景的领域，“代表 MEPhI 的项目主管 Vyacheslav Fominski 说.

为了减少摩擦并解决许多其他问题，可以使用金属硫属化物，即过渡金属与硫、硒和碲的化合物。第一个旨在从这些材料中获得薄膜的实验始于 1980 年代。然后，研究人员对薄膜在结构或层厚发生变化时改变其性能的能力特别感兴趣。在他们最近的研究中，俄罗斯团队研究了由四种元素组成的薄膜：钼、硫、碳和氢。

首先，该团队使用针对碳和钼目标的激光脉冲(持续数十纳秒)来产生这些材料的等离子体流。当碳和钼转化为气相时，它们与泵入实验室的硫化氢发生反应，反应产物沉积在钢基上。在这个过程中，硫和氢的化学活性原子能够进入不断增长的涂层内部。这些原子一起在金属上形成了一层薄膜。薄膜的特性取决于组分的浓度和激光等离子体流产生的模式。

这种方法称为反应脉冲激光沉积，可提供更光滑和致密的层。它还允许科学家改变不同的实验参数，从而影响最终产品的结构。许多研究中心正在积极开发这种用于创建独特纳米结构的强大工具，包括 MEPhI 和 BFU。

该团队获得的薄膜厚度不超过 0.5 微米，但摩擦降低了 10 倍以上：在没有任何传统液体润滑油的情况下，钢球沿钢板滑动的摩擦系数从未超过 0.03(在正常条件下)和-100°?)。这与溜冰鞋在冰上的因素相同。

标签： 纳米技术