Kaj je Superlubricity?

Supermazljivost je poseben materialni pojav, pri katerem trenje med dvema materialoma pade blizu nič. Pravo ničelno trenje termodinamično ni dopustno, vendar se supermazljivost približa. Ta fenomen supermazljivosti se pojavi, ko imata dve površini kristalne mreže, ki sta v nesorazmernem stiku, kar pomeni, da je kristalna razporeditev taka, da le majhna manjšina atomov na površini pride v stik z nasprotno površino, kar povzroči izginjajoče majhno količino trenja.

Doslej je bila supermazljivost najbolj opazna pri grafitu, čeprav so jo na kratko opazili tudi med listi sljude ali med volframovo iglo in silikonsko ali grafitno površino. Supermazljivost so odkrili, ko so fiziki z zelo visoko natančnostjo preučevali silo trenja med kristalnimi površinami. Ko pride do “neusklajenosti mreže” med dvema takšnima površinama, lahko trenje skoraj v celoti odstopi. To neusklajenost mreže dosežemo preprosto z igranjem z orientacijo kristalnih plasti drug glede na drugega.

Supermazljivost je zanimiva, ker poteka v suhem okolju – dve kristalni površini – in ne v mokrem okolju, ki je običajno povezano z mazivi. Pri običajnem mazivu vzbujanje med molekulami maziva in sosednjimi površinami dejansko povzroči nekaj trenja, kar povzroči toploto, izgubo energije in omejitve materiala. V natančno oblikovanih površinah supermaziva bi ta mejna izguba energije praktično izginila, kar bi omogočilo nove vrste inženiringa. Na žalost bi lahko za zagotovitev pravilne orientacije in stabilnosti kristalnih rešetk zahteval nanotehnologijo, kar je zunaj obsega današnje proizvodnje.

Supermazljivost je bila skovana v povezavi s kakovostjo superprevodnosti in superfluidnosti, čeprav nima resničnih podobnosti z njimi. Superlubricity in njena študija je relativno novo področje, ki je bilo predstavljeno leta 1991, a medtem ni veliko raziskano. Pri superprevodnosti teče elektrika brez upora, pri superfluidnosti pa tekočina teče brez upora (trenja). Čeprav so superfluidi brez trenja, podobno kot supermaziva, je osnovni fizični mehanizem bistveno drugačen.