https://bitly.su/mcvkKY
Вещество создает гладкую и прочную пленку, которая уменьшает трение, продлевает срок службы масла
Для снижения трения между подвижными частями двигателям автомобилей необходимо масло. Такая смазка охлаждает детали и снижает износ двигателя. Сейчас исследователи разработали новое твердое покрытие, которое будет нанесено на детали двигателя до того, как они покинут завод.
Это необычное покрытие. Это "активная" поверхность, которая постоянно связана с автозапчастями. И он не просто сидит там. Он взаимодействует с моторным маслом, образуя пленку, которая уменьшает трение лучше, чем масло в одиночку.
Новое покрытие может снизить частоту смены масла, говорят ученые. Это также может помочь снизить потребность в металлических присадках в моторных маслах. Сегодня эти присадки затрудняют вторичную переработку отработанного масла.
При экстремальных температурах и давлении внутри работающего двигателя эти металлические добавки полезны. Они скрепляются с автозапчастями и создают гладкую и защитную поверхность.
Этот слой вместе с скользким маслом снижает трение и износ двигателя автомобиля, объясняет Али Эрдемир. Он материаловед в Аргонской национальной лаборатории в Иллинойсе.
Масляное покрытие
Новое покрытие (широкая полоса от середины слева до верхнего центра) может быть нанесено на детали двигателя (например, на этот кусок стали, справа). Этот новый слой представляет собой самовосстанавливающуюся углеродную пленку, которая снижает трение и износ двигателей автомобилей.
Недостаточная экологичность металлических добавок, среди прочих факторов, вдохновляла Эрдемира и его команду на развитие инноваций. Исследователи создали металло-нитридное покрытие, содержащее ингредиент, взаимодействующий с моторным маслом - и устраняющее необходимость в присадках.
В результате реакции покрытия на движущиеся детали образуется поверхностная пленка. Эта пленка менее долговечна, чем слой, образующийся при использовании современных присадок к маслам.
Но новый фильм тоже самообновляющийся, отмечает Эрдемир. Поэтому, когда он постепенно изнашивается, металлический ингредиент покрытия - катализатор - разрушает больше масла для восстановления углеродной пленки.
Другими словами, "Фильм самовосстанавливается", говорит Роберт Джей Кей Вуд. "Это блестяще. Это захватывающая идея, - говорит инженер-механик из Саутгемптонского университета в Англии. По его словам, новое покрытие аргонской команды создает пленку с низким износом и низким коэффициентом трения: "Это комбинация, которой у нас сейчас нет."
https://bitly.su/xatmVDnK
Как это работает?
Нефть производится из углеводородов - длинных цепей атомов углерода, к которым привязаны атомы водорода. Каждый углерод имеет два атома водорода, за исключением последнего углерода на каждом конце цепи. Каждый из этих конечных атомов углерода связан с тремя гидрогенами. Металлический ингредиент в новом покрытии команды помогает отделить атомы водорода, содержащиеся в нефти.
Затем она разрывает оставшиеся углеродные цепочки, чтобы сделать из них более мелкие углеродные цепочки. Эти углеродные цепи небольшого размера создают смазочную пленку между подвижными частями двигателя.
Около четырех пятых углерода в пленке содержат те же самые химические связи, что и графит (именно в форме углерода, используемой для изготовления карандашного свинца). Графит также широко используется в качестве не жидкого смазочного материала для движущихся деталей).
Оставшаяся пятая часть атомов углерода в фильме имеет те же химические связи, что и в алмазе. (Алмаз, другая форма углерода, является одним из самых твердых природных веществ на Земле).
Аргоннская группа разработала и протестировала две версии своего покрытия. В одном рецепте, маслоизмельчающий элемент - медь. В другой - это никель. Оба металла работают одинаково, отмечает Эрдемир.
Они действуют как катализаторы для ускорения химической реакции, разрушающей масло. Однако, будучи катализаторами, они также не поглощаются самой реакцией. Это означает, что катализатор выживает и продолжает разрушать нефть, когда это необходимо.
Один большой вопрос, говорит Дерево, заключается в том, продержится ли покрытие долгое время при воздействии высоких давлений и температур внутри двигателя.
Иногда катализаторы со временем теряют удар, отмечает он. Кроме того, ему интересно, что произойдет, если покрытие полностью износится?
Но после испытаний группа Erdemir убедилась, что покрытие должно действительно длиться долгое время - возможно, десять или более лет для обычных водителей. Покрытие, по их оценкам, в два-три раза тверже стали.
Кроме того, из-за незначительного износа или отсутствия такового покрытие толщиной всего несколько микрометров (тоньше, чем диаметр тончайшего человеческого волоса) должно прослужить достаточно долго, чтобы автомобиль мог проехать несколько сотен тысяч километров.