Graphene-wrapped钻石球轴承摩擦减少到几乎没有

一种方法,减少两个表面之间的摩擦几乎为零在宏观尺度上由美国研究人员已经证明。的现象结合了纳米金刚石和石墨烯卷曲在纳米金刚石形成“nanoscrolls”这两个表面润滑。摩擦浪费太多精力在各种机械设备这一发现有巨大的潜在节省能源和金钱。

在宏观尺度上,摩擦表面微小缺陷的结果,但量子摩擦问题单个原子之间的引力。这开辟了结构不稳定的现象,原子间距两个表面之间的差异不可能为多个原子在一个表面接近原子,导致非常低的摩擦。然而,扩展这个被证明是困难的,宏观表面并不完美单晶常数晶格分离,而是点缀着变形和晶界。

Anirudha Sumant在伊利诺斯州的阿贡国家实验室和他的同事们怀疑表面类金刚石碳(DLC) whichconsists随机混合的sp³和sp²债券,可能提供一个完美的晶格失配,石墨烯可以滑动以最小的阻力。测试他们通过了一项millimetre-scale DLC滑块在二氧化硅表面覆盖着石墨烯。然而,两个表面之间的摩擦他们测量是不一致的——有时很低,其他倍。检查时穿在滑块上,他们发现石墨烯的纳米级卷轴脱离了石墨烯表面。怀疑这是背后的低摩擦,他们添加了纳米金刚石表面像微型球轴承。当他们再次测试了两个表面发现摩擦降到几乎为零,低至滑块移动。他们表明,石墨烯片债券和环绕的金刚石,减少摩擦的晶格失配效应以及像微型球轴承。一旦你有了这卷(DLC)就滑过水面,“Sumant说。

马丁Dienwiebel德国卡尔斯鲁厄理工学院的印象。这是惊人的,他们观察这些低摩擦力与石墨烯体系和钻石,所以它是非常有趣的和重要的,”他说。我就有点担心这个想法的石墨烯补丁滚在钻石,但当你看透射电子显微图,这是令人信服的。”

目前这项技术只有在干工作,惰性条件下,氧气在水滴可以结合石墨烯和停止nanoscrolls形成。研究人员目前正在致力于解决这个问题,但Sumant表示,即使是现在,这项技术可能是有用的对于许多应用程序,如空间技术或电子系统的环境可以控制。“如果是如此巨大的好处,”他说,“你能想象把一个容器周围和填补它与氮或氩。

更正:这个故事是2015年5月18日更新,以反映这一事实这一发现并不偶然。