Sử dụng chất thải sinh học từ cây sắn, các nhà khoa học đã tạo ra một lớp phủ gần như loại bỏ ma sát trong các bộ phận kim loại. Bước đột phá này có tiềm năng mang lại hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận chuyển động và mang lại khoản tiết kiệm khổng lồ trong vô số ngành công nghiệp.
Mặc dù có thể làm được nhiều điều cho chúng ta, các bộ phận chuyển động bên trong máy móc vẫn tồn tại một vấn đề cố hữu: ma sát.
Theo một bài báo nghiên cứu vừa được các nhà khoa học từ nhiều tổ chức khác nhau ở Châu Phi và Hoa Kỳ công bố, ma sát là nguyên nhân tiêu thụ khoảng một phần năm tổng năng lượng được tạo ra trên toàn cầu mỗi năm. Hơn nữa, các tác giả viết, thiệt hại do ma sát trong máy móc gây ra chiếm từ một đến bốn phần trăm GDP của các nền kinh tế công nghiệp hóa. Trong ngành công nghiệp ô tô, các nhà nghiên cứu cho biết khoảng 30% nhiên liệu đưa vào xe chở khách được sử dụng để khắc phục ma sát.
Do đó, việc giảm ma sát có thể tác động lớn đến chi phí làm việc với máy móc và có khả năng tiết kiệm nhiên liệu sử dụng trong quá trình vận hành ô tô. Nhóm nghiên cứu – do chủ tịch Viện Bách khoa SUNY của New York, Winston "Wole" Soboyejo, và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Tabiri Kwayie Asumadu dẫn đầu – đã quyết định giải quyết thách thức về ma sát bằng cách tập trung vào một khái niệm được gọi là "siêu bôi trơn". Siêu bôi trơn là trạng thái ma sát gần bằng không giữa hai vật liệu khô, chuyển động tiếp xúc với nhau.
Cho đến nay, hành vi siêu bôi trơn chỉ được nhìn thấy giữa các hạt siêu nhỏ ở cấp độ nano. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy hiện tượng này có thể xảy ra ở cấp độ vĩ mô.
Để thực hiện được điều này, các nhà nghiên cứu đã lắng đọng carbon có nguồn gốc từ cây sắn lên bề mặt kim loại bằng quy trình xử lý chất thải sinh học nhiệt độ cao chi phí thấp. Khi carbon liên kết với kim loại, nó có dấu chân của graphene, một vật liệu bao gồm một lớp nguyên tử carbon duy nhất. Vật liệu này lấp đầy các rãnh do mài mòn, tạo ra các điểm tiếp xúc chỉ có graphene bảo vệ kim loại bên dưới.
Trong các thử nghiệm, carbon liên kết với thép và chất nền niken dẫn đến trạng thái hầu như không có ma sát, vẫn bền bỉ trong điều kiện bình thường trong khoảng 150.000 chu kỳ.
Bài báo mô tả những phát hiện này đã được công bố trên tạp chí Applied Materials Today.
Nguồn: NewAtlas
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
