Войти

Ученые нашли способ снизить трение и повысить долговечность материалов с помощью нанотехнологий

10839
0
+2
Наноструктура покрытия Mo-S-C-H после трения.
Наноструктура покрытия Mo-S-C-H после трения.
Источник изображения: rusnanonet.ru

С помощью тонких пленок — слоев различных материалов толщиной до нескольких микрометров — российские ученые НИЯУ МИФИ и Балтийского федерального университета имени И. Канта придумали способ значительно снизить трение и таким образом повысить долговечность поверхностей в механизмах. Это может стать важным открытием для многих сфер — начиная от медицины и заканчивая космической техникой.

"Тонкие пленки - это пласты веществ, которые могут иметь толщину в несколько атомных слоев; при этом их свойства значительно отличаются от свойств оригинальных веществ в макромасштабах. Их область применения расширяется постоянно, особенно при актуализации проблем наноэлектроники, оптоэлектроники, спинтроники, электро- и фотокатализа, - рассказывает Вячеслав Фоминский, научный руководитель проекта со стороны НИЯУ МИФИ. - Также следует выделить такие важные отрасли экономики, как космическое и приборное машиностроение. Перспективным развивающимся направлением является разработка микромодульных механизмов космических аппаратов, медицинской техники, приборостроения".

Решить проблемы, связанные в том числе с понижением коэффициента трения, можно с помощью халькогенидов металлов - соединений переходных металлов с серой, селеном и теллуром. Первые исследования, направленные на получение тонких пленок из таких материалов, начали появляться в восьмидесятых годах двадцатого века: исследователей привлекала их способность модифицировать свои свойства при изменении структуры и толщины нанесения слоя.

Российские ученые же в своей работе исследовали пленки, которые состояли из четырех элементов: молибдена, серы, углерода и водорода. Лазерные импульсы длительностью в десяток наносекунд, направленные на мишени из углерода и молибдена, создавали плазменные потоки из этих материалов. После этого углерод и молибден в газовой фазе реагировали с предварительно закачанным в экспериментальную камеру сероводородом, и продукт осаждался на стальную подложку. Также химически активные атомы серы и водорода могли проникать внутрь растущего покрытия. Вместе все атомы формировали тонкую пленку на металле, свойства которой существенно зависели от концентрации компонентов и режимов генерации лазерно-плазменного потока.

Этот метод, называемый реакционным импульсным лазерным осаждением, позволяет создавать более гладкие и однородные слои, а также изменять многие параметры в условиях экспериментов, что влияет и на структуры итоговых покрытий. Это очень мощный инструмент создания уникальных наноструктур, который активно развивается в некоторых исследовательских центрах (в том числе в НИЯУ МИФИ и БФУ).

В результате были получены покрытия, которые при толщине порядка 0,5 мкм обеспечивали снижение коэффициента трения больше, чем в десять раз: коэффициент трения при скольжении стального шарика по стальной пластине без применения традиционных жидких смазок не превышал 0,03 при испытаниях в нормальных условиях и при -100°С. Такие же параметры у коньков, скользящих по льду.

Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда и опубликовано в журнале Nanomaterials.


Наноструктура покрытия Mo-S-C-H после трения. В кругу показано образование нанопленки из нескольких атомных плоскостей, обеспечивающей очень низкое трение. Вячеслав Фоминский

Права на данный материал принадлежат RusNanoNet.ru
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 03.09 23:07
  • 0
Комментарий к "Предложение Рэтклиффа, Украина и будущее НАТО (Asia Times, Гонконг)"
  • 03.09 16:36
  • 0
Контур угроз
  • 03.09 16:28
  • 1
Под знаком качества: "Восход" после заката
  • 03.09 16:20
  • 1
Владимир Путин: если Армения не заинтересована в российской военной базе в Гюмри, ее там не будет
  • 03.09 16:07
  • 4
Ан-2 получит отечественный двигатель ВК-800 и снова пойдет в серию в модернизированном виде
  • 03.09 15:44
  • 1
В ответ на «диверсию» в Лейпциге ФРГ поставит на Украину ракеты к ЗРК IRIS-T
  • 03.09 14:50
  • 7
Оффлайн нейросеть без цензуры на личном ПК или ноутбуке
  • 03.09 01:45
  • 1
Предложение Рэтклиффа, Украина и будущее НАТО (Asia Times, Гонконг)
  • 02.09 19:51
  • 136
Обзор программы создания Ил-114-300
  • 02.09 19:28
  • 79
Гендиректор ОАК Слюсарь: испытания SSJ New с российскими двигателями начнутся осенью - Интервью ТАСС
  • 02.09 15:17
  • 2
Холодный прием в Москве: Путин показал главе ЦРУ его реальное место (Baijiahao, Китай)
  • 02.09 14:53
  • 4
Крупнейший чиповый холдинг России получил почти 3 млрд рублей убытка за полгода
  • 02.09 11:49
  • 4
Глава ЦРУ в ходе визита в Москву предостерег Россию от нападений на союзников по НАТО и помощи Ирану (Politico, США)
  • 02.09 04:32
  • 0
Комментарий к "Холодный прием в Москве: Путин показал главе ЦРУ его реальное место (Baijiahao, Китай)"
  • 02.09 03:40
  • 0
Комментарий к "Американские авианосцы отправятся в прошлое"