Nanotribologi

Nanotribologi er et spennende felt, som alt for få kjenner til. De fleste har vel knapt hørt uttrykket før! Kort fortalt så er tribologi læren om friksjon. Denne vitenskapsgrenen tar også for seg hvordan friksjon gradvis fører til slitasje og hvilke konsekvenser det har. Det innebærer at tribologi først og fremst befatter seg med emner som friksjon, smøring, og slitasje. For mange nordmenn vil kanskje skismøring være den mest åpenbare anvendelsen av tribologisk kunnskap. Når du kjører bil er du selvfølgelig også avhengig av at dekkprodusenten har hatt en god forståelse av tribologiske prinsipper.

NanotribologiNanotribologi er da simpelthen tribologiske studier på nanonivå, altså i ekstremt liten skala. Reglene for tribologien endrer seg noe på nanonivå, og det holder ikke med klassisk fysikk for å gjøre gode beregninger. Det skyldes at samspillet mellom atomer og kvantefysikk spiller inn på dette nivået.

Nanotribologien har både rent vitenskapelige formål og kan brukes som mer anvendt vitenskap i teknologiutvikling. Tradisjonelt har mye av forskningen på området blitt gjort med ekstreme mikroskopene som har blitt utviklet de siste tiårene, og har betegnelser som STM, AFM, og SFA. Takket være nye matematiske metoder kan etter hvert tribologiske fenomener studeres mer indirekte også.

Ved å forandre topologien til en overflate på nanoskala-nivå, kan man redusere friksjon eller øke den, etter hva som er ønskelig. Man kan for eksempel smøre eller klistre med nanomaterialer, og oppnå det som gjerne kalles supersmøring og superklistring. På dette nivået kan problemer med deler som gnir mot hverandre løses med superolje.

Når det gjelder slitasje så betegner dette begrepet at et materiale fjernes eller deformeres på grunn av mekanisk påvirkning, gjerne av en gjentatt og vedvarende karakter. Slitasje viser seg ikke å være lik eller enhetlig når man kommer ned på nano-nivå. Det gir en viss uforutsigbarhet i slitasje på ekstremt små materialer. For å forklare litt nærmere hva som ligger i dette: på et makro- eller hverdagslig nivå kan slitasje måles ved å kvantifisere det materialvolumet som går tapt. På nano-nivå, derimot, vil dette ofte vise seg umulig. Da kan slitasjen i stedet evalueres ved å analysere endringer i en overflates topologi, som regel ved hjelp av en scanner med ekstrem oppløsning – en såkalt atomkraft-scanner.

I dag gjøres mye av arbeidet innenfor nanotribologi ved hjelp av databaserte simulatorer i stedet for praktiske studier av overflater ved hjelp av scannere og mikroskop. Det beste er imidlertid å kunne kombinere kunnskap fra begge de to fremgangsmåtene.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *