Войти

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

5232
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
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
23.05.2013
Международный Салон «Комплексная безопасность» продолжает свою работу
08.08.2011
«Роснано» может провести размещение на NASDAQ через четыре года
30.10.2009
Тезисы доклада руководителя Федерального космического агентства А.Н.Перминова на заседании Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России
28.04.2009
Экспоцентр собрал технологии, достойные применения
15.04.2009
Форум "Высокие технологии XXI века" – выставка отечественных идей и достижений
23.04.2007
Крупные оборонно-промышленные предприятия России и СНГ примут участие в выставке "Высокие технологии XXI века"
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 16.04 10:36
  • 11
Дроны могут стать системой ПВО
  • 16.04 09:56
  • 132
Прислали СУшки: модернизированный бомбардировщик поступил в войска
  • 16.04 09:45
  • 1
Кабмин подготовил решение об увеличении окладов космонавтов на 50-70%
  • 16.04 09:42
  • 1
Уничтожение беспилотником "Орион" самолета L-39 показали на видео
  • 16.04 05:42
  • 114
Министерство обороны России получило новую партию танков Т-90М
  • 16.04 05:15
  • 14
Южная Корея представила собственный истребитель KF-21
  • 16.04 04:33
  • 3
Выход самолета МС-21 на рынок задерживается из-за санкций - вице-премьер Борисов
  • 16.04 04:30
  • 1
Шойгу сообщил о завершении основных преобразований в армии
  • 16.04 04:30
  • 1
АО «Рособоронэкспорт» в Рыбинске
  • 16.04 04:29
  • 1
Российские военные перебросили подразделения 58-й армии на учения в Крым
  • 15.04 23:52
  • 1
Развитие технологий искусственного интеллекта в России должно базироваться только на отечественных разработках
  • 15.04 23:42
  • 2
Забытый проект: NI вспомнил о советском стелс-бомбардировщике Т-60С
  • 15.04 13:08
  • 15
Круче "Джавелина": одна российская ракета может сжечь 5 украинских танков
  • 15.04 13:01
  • 1
«Королева Елизавета» приведена в боевую готовность
  • 15.04 12:43
  • 1
Китайский комплекс активной защиты танка серии GL