Nanopartikel aus Diamant verhindern Reibung

Sobald man zwei Strukturen übereinanderlegt und eine von diesen in Bewegung setzt, entsteht Reibung. Durch die Reibung wird aber nicht nur die Struktur selbst Stück für Stück abgetragen, sondern auch Energie verschwendet und Lärm erzeugt. Forscher aus den USA haben nun neuartige Nanopartikel aus Diamant und Graphen entwickelt, die das Problem fast aller mechanischer Prozesse lösen, denn anstatt Reibung zu erzeugen, bildet das neue Material sogenannte Nanorollen. Diese dienen den beiden übereinandergelegten Strukturen als Rollen, die sich in unterschiedliche Richtungen bewegen können. Dadurch entsteht null Reibung und das Problem ist gelöst. Wie genau das Material aufgebaut ist und welche Einsatzgebiete die Forscher für die neuen Nanopartikel aus Diamant und Graphen sehen, lest und seht ihr in diesem Beitrag bei uns auf Trends der Zukunft.

Nanopartikel aus Diamand verhindern Reibung

In den allermeisten mechanischen Prozessen kommt es zu Reibung und damit verbunden entweder Hitze, Abtrag, Lärm oder Energieverlust. Mit der Entwicklung eines innovativen Nanomaterials auf Grundlage von Diamant und Graphen ist es Forschern des Argonne National Laboratory gelungen diese Probleme zu lösen. Reibungsprozesse führen daher, dass sich übereinandergelegte Strukturen auf atomarer oder höherer Basis ineinander verhaken. Um das Problem an der Wurzel zu packen, mussten die Forscher eine Lösung finden, wie sie das Verhaken auf dieser Ebene verhindern. So sind sie auf das Konzept von Nanorollen gestossen, die sich miteinander in unterschiedliche Richtungen drehen können und so Reibung vollständig neutralisieren.

Anwendung in allen mechanischen Prozessen

Die Forscher um Ani Sumat nutzten dazu insgesamt sogar drei Stoffe nämlich Diamant-Nanopartikel, eine diamantartige Kohlenstoffoberfläche und zahlreiche kleine Flecken von Graphen. Letzteres Material ist eine sehr starke, leitfähige Form von reinem Kohlenstoff, die nur ein Atom dick ist und ein zweidimensionales hexagonales Gitter bildet. In der Kombination der drei Materialien beobachteten die Argonne National Laboratory Forscher wie sich die Graphen-Patches in der Interaktion mit den Diamant-Nanopartikel verhalten, wie sie gegeneinander „rieben“. Im Wesentlichen, rollte sich das Graphen um die Diamantpartikel zu winzigen Kugellager-artigen Strukturen und ermöglichte so das Rollen anstatt das Reiben vor allem auch dank der flexiblen Orientierung des Materials. Die Forscher haben keinen Zweifel daran, dass das neue Material Anwendung in vielen mechanischen Prozessen finden werde, denn die Vorteile und die Nachrfrage nach reibungsloser Mechanik ist enorm, so der leitende Forscher der Argonne National Laboratory Gruppe.

Quelle: Gizmag

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