Войти

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

10771
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
  • 02.05 13:14
  • 2
В России прокомментировали появление американского «Темного орла» на Ближнем Востоке
  • 02.05 13:08
  • 1
«Ведьмак 3» запустили на российском процессоре «Иртыш»
  • 02.05 13:01
  • 2
В Центр Кеннеди прибыло оборудование для лунной миссии Artemis III
  • 02.05 12:49
  • 1
Российские ученые изобрели патрон для гладкоствола, «ослепляющий» FPV-дроны
  • 02.05 12:40
  • 1
«Ростех» назвал условие для гарантированного обнаружения БПЛА
  • 02.05 09:14
  • 1
Правит сигнал: фронтовые инженеры увеличили радиус применения ударных БПЛА
  • 02.05 09:01
  • 1
Российский беспилотник "Молния-2" обошел противодронную защиту ВСУ (Forbes, США)
  • 02.05 08:31
  • 1
До начала СВО отрасль БПЛА была "на окраинах", заявил Медведев
  • 02.05 06:49
  • 2
Искусственный интеллект на поле боя
  • 02.05 00:02
  • 0
Комментарии к "В ВСУ допустили сценарий российского ядерного удара" и "На Западе обсуждают слова замкомандующего ВС ВСУ об опасности применения ТЯО РФ"
  • 01.05 21:30
  • 15650
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 01.05 18:56
  • 0
Комментарии к "На Украине заявили о применении «Ковра» российского Су-57" и к "В США объяснили появление «Ковра» у российского Су-57"
  • 01.05 18:06
  • 0
Комментарии к "В США констатировали исчезновение Су-57" и к "В США предложили «спасение» для российского ПАК ДА"
  • 01.05 15:00
  • 31
Путин сможет отправлять военных на защиту соотечественников от ареста за границей (The Times, Великобритания)
  • 01.05 10:17
  • 5
Экономике России предрекли тектонические изменения через 10 лет