ग्राफीन में लिपटे नैनोडायमंड्स घर्षण को लगभग शून्य कर देते हैं

आर्गनने नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों ने दो ठोस सतहों के बीच घर्षण को कम करना जिन स्थितियों में संभव है, उनकी खोज की, इसके लिए ग्रेफीन और सूक्ष्म हीरे के संयोजन के उपयोग के साथ आया । उसी समय, हीरे बीयरिंग में गेंदों के एनालॉग के रूप में काम करते हैं, जिससे घर्षण लगभग शून्य हो जाता है।

हमारी दुनिया में, हर जगह घर्षण है। पहली नज़र में चिकनी सतहों में सूक्ष्म अनियमितताएं होती हैं, जो एक दूसरे से चिपकी रहती हैं, संपर्क में वस्तुओं की गति का प्रतिकार करती हैं। प्रौद्योगिकी में, ऊर्जा हानि को कम करने और चलती भागों के घर्षण को रोकने के लिए, एक स्नेहक का उपयोग किया जाता है - कभी तरल, कभी मोटा। विशेष रूप से, ग्रेफाइट ग्रीस में अच्छे चिकनाई गुण होते हैं ।

माइक्रोवर्ल्ड में, छोटे आदर्श पर भी एक दूसरे के संपर्क में सतहों, परमाणुओं के पारस्परिक प्रभाव के कारण घर्षण उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, एक ही ग्रेफाइट में, सतह में पहाड़ियों और खोखले होते हैं, दृढ़ता से एक अंडा बॉक्स जैसा दिखता है। यदि आप दो संपर्क सतहों को संरेखित करते हैं, तो वे स्वतंत्र रूप से स्लाइड करेंगे। यदि उनमें से एक को थोड़ा मोड़ दिया जाता है, तो लिंक दिखाई देंगे और घर्षण तेज हो जाएगा।

यदि दो क्रिस्टलीय सतहों में एक अलग क्रिस्टल संरचना होती है, तो एक दूसरे के साथ "असंगत", उनके बीच घर्षण बहुत छोटा होना चाहिए। इस तरह की धारणा एक भौतिक विज्ञानी और विज्ञान के डॉक्टर अनिरुद्ध सुमंत के निर्देशन में शोधकर्ताओं द्वारा की गई थी ।

वैज्ञानिकों ने ग्राफीन और हीरे जैसी कार्बन के बीच घर्षण बल को मापा। पहला, ग्राफीन, एक सपाट द्वि-आयामी सतह है, और इसलिए यह कम घर्षण को प्रदर्शित करता है । उत्तरार्द्ध, हीरे की तरह कार्बन (डीएलसी), कार्बन की तरह अनाकार है, लेकिन इसमें हीरे के क्रिस्टल के कुछ गुण हैं। इसका उपयोग विभिन्न उपकरणों और उपकरणों के लिए एक कोटिंग के रूप में किया जाता है। डीएलसी कोटिंग ताकत, पानी प्रतिरोध और कम घर्षण जैसे गुण देती है।

प्रयोगों में, यह पता चला कि दो सामग्रियों के बीच घर्षण बल असमान रूप से भिन्न होता है। क्या हो रहा था, इसका अध्ययन करने के बाद, वैज्ञानिकों ने पाया कि ग्राफीन छोटे-छोटे रोल में लुढ़का हुआ है, जो सतहों के बीच लुढ़कते हैं, कभी-कभी बीयरिंग में गेंदों की तरह काम करते हैं, जिससे घर्षण कम हो जाता है। फिर यह सतहों के बीच छोटे हीरे जोड़कर इस प्रभाव को मजबूत करने के लिए प्रयोग करने वालों के लिए हुआ।



हीरे के गुण इसके बहुत छोटे कणों को प्राप्त करना संभव बनाते हैं, जो व्यावहारिक रूप से नैनोस्केल पर हैं। प्रयोग के परिणामों ने वैज्ञानिकों को आश्वस्त किया - नैनोडायमोंड्स के चारों ओर लपेटने वाले ग्राफीन के नैनोरोटर कण, एक स्थिर असर प्रभाव प्रदान करते हैं, और घर्षण के लगभग पूरी तरह से गायब हो गए। पहली बार, दो सामग्रियों के बीच सुपर-स्लिप को प्राप्त करना संभव था जो बिना किसी दोष के सही सूक्ष्म सतहों नहीं थे।

घटना के गुणों का अध्ययन करते हुए, वैज्ञानिकों ने पाया कि उच्च आर्द्रता (30% के सापेक्ष आर्द्रता से अधिक), व्यावहारिक रूप से कुछ भी नहीं करने के लिए प्रभाव को कम करता है। जाहिर है, जल वाष्प, सतहों के बीच हो रही है, उनके आपसी आकर्षण में योगदान देता है। फिर भी, इस प्रभाव को माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, अंतरिक्ष उद्योग और अन्य क्षेत्रों में लाभ के साथ लागू किया जा सकता है जिसमें पर्यावरण की स्थिति को नियंत्रित किया जा सकता है।