Команда исследователей, работающих в Аргоннской национальной лаборатории, в штате Иллинойс, нашла способ резко уменьшить трение между двумя поверхностями макроскопических масштабов – близкий к нулю. В своей работе команда описывает, как они случайно обнаружили способ и почему считают, что он может быть полезным для реального применения.

Большинство людей знает, что трение приводит к потере энергии и износу механических частей. Смазочные материалы, такие как масло, используются, чтобы уменьшить трение и рассеять тепло, но ученые действительно хотели бы найти способ, чтобы предотвратить это. На этот раз исследователи изучали свойства трения на наноуровне. Они проверяли имеющуюся идею, что если один плоский материал покрыть графеном, а другой алмаз-углеродной смесью, вероятно, трения при их соприкосновении и сдвиге между собой будет меньше.

Глядя на результаты, они заметили, что в некоторых случаях трение достигло очень низкого коэффициента, а иногда его вообще не было. Разница была замечена, когда крошечные алмазы вышли на поверхность алмаз-углерода, а затем «прокатились» между ними во время скольжения. Подозревая интересную находку, команда пыталась снова, но на этот раз после покрытия поверхности, она подкинула несколько наноалмазов между ними, послужившими крошечными подшипниками. Обнаруженное трение между ними была настолько низким, что квалифицируется как суперскользкость.

Более пристально взглянув на то, что на самом деле произошло во время скольжения, исследователи обнаружили, что, когда наноалмазы «прокатились» под графеном, они покрылись чешуйками, и именно поэтому трение между двумя поверхностями остается неизменно низким в течение всего скольжения. Команда протестировала метод в различных условиях, включая изменение скорости скольжения, нагрузки и температуры, и обнаружила, что он работает везде, за исключением среды с высокой влажностью. Команда считает, что метод может быть использован в электронных деталях, или, возможно, в космической отрасли, где среда тщательно контролируемая.