Χρησιμοποιώντας βιολογικά απόβλητα από φυτά κασάβας, επιστήμονες από διάφορα ιδρύματα στην Αφρική και τις ΗΠΑ, δημιούργησαν μια επίστρωση που ουσιαστικά εξαλείφει την τριβή μεταξύ των μεταλλικών εξαρτημάτων. Με τον τρόπο αυτό γίνεται οικονομία καυσίμου, παρατείνεται η διάρκεια ζωής των κινητών εξαρτημάτων και προκύπτει σημαντική εξοικονόμηση πόρων σε πολλούς βιομηχανικούς κλάδους.
Παρά τη σημαντικότητα και τις πολλαπλές εφαρμογές των κινούμενων μεταλλικών μερών των μηχανών, υπάρχει ένα εγγενές: η μεταξύ τους τριβή.
Σύμφωνα με μια ερευνητική εργασία που μόλις δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Applied Materials Today., η τριβή είναι υπεύθυνη για την κατανάλωση περίπου του 1/5 της συνολικής ενέργειας που παράγεται παγκοσμίως κάθε χρόνο. Επιπλέον, αναφέρουν οι ερευνητές, η ζημιά που προκαλείται από την τριβή στα μηχανήματα καταναλώνει μεταξύ 1 έως 4% του ΑΕΠ των βιομηχανικών οικονομιών. Στην αυτοκινητοβιομηχανία, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι περίπου το 30% των καυσίμων που χρησιμοποιούνται στα επιβατικά οχήματα χρησιμοποιείται για να ξεπεραστεί η τριβή.
Επομένως, η μείωση της τριβής θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο κόστος χρήσης των μηχανών και ενδεχομένως να εξοικονομήσει καύσιμο που χρησιμοποιείται στη λειτουργία των αυτοκινήτων. Η ερευνητική ομάδα - με επικεφαλής τον πρόεδρο του Πολυτεχνικού Ινστιτούτου SUNY της Νέας Υόρκης, Winston "Wole" Soboyejo και τον μεταδιδακτορικό ερευνητή Tabiri Kwayie Asumadu - αποφάσισε να αντιμετωπίσει την πρόκληση της τριβής εστιάζοντας σε μια έννοια γνωστή ως «υπερλιπαντικότητα». Η υπερλιπαντικότητα (superlubricity) είναι μια κατάσταση σχεδόν μηδενικής τριβής μεταξύ δύο κινούμενων, ξηρών υλικών τα οποία βρίσκονται σε επαφή.
Μέχρι τώρα, η υπερλιπαντική συμπεριφορά είχε παρατηρηθεί μόνο μεταξύ πολύ μικρών σωματιδίων σε μέγεθος νανοκλίμακας. Ωστόσο, η νέα μελέτη δείχνει ότι το φαινόμενο είναι δυνατό και σε μακροκλίμακα.
Για να λειτουργήσει, οι ερευνητές εναπόθεσαν άνθρακα που προερχόταν από φυτά κασάβας σε μεταλλικές επιφάνειες χρησιμοποιώντας μια χαμηλού κόστους διαδικασία επεξεργασίας βιοαποβλήτων σε υψηλή θερμοκρασία. Μόλις ο άνθρακας συνδέθηκε με το μέταλλο, απέκτησε το αποτύπωμα του γραφενίου, ενός υλικού που αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα. Αυτό το υλικό γέμισε τις αυλακώσεις που προκλήθηκαν από τη φθορά, δημιουργώντας σημεία επαφής μόνο από γραφένιο που προστάτευαν το μέταλλο από κάτω.
Σε δοκιμές, ο άνθρακας που ήταν συνδεδεμένος με υποστρώματα χάλυβα και νικελίου οδήγησε σε μια κατάσταση σχεδόν χωρίς τριβή που παρέμεινε στιβαρή σε κανονικές συνθήκες για περίπου 150.000 κύκλους.
«Αυτή η έρευνα θα μπορούσε πραγματικά να αφορά τις περισσότερες βιομηχανίες», είπε ο Asumadu. «Από τους τομείς της βιοϊατρικής και της ενέργειας έως σχεδόν κάθε είδους κατασκευή, η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να βοηθήσει στην παράταση της διάρκειας ζωής των εξαρτημάτων των μηχανών, στη μείωση του κόστους συντήρησης και αντικατάστασης και στη δημιουργία ενός πιο βιώσιμου βιομηχανικού μέλλοντος».
Με πληροφορίες από newatlas.com
