(Phys.org)—Une équipe de chercheurs travaillant au Laboratoire national d'Argonne, dans l'Illinois, a trouvé un moyen de réduire considérablement la friction entre deux surfaces d'échelle macroscopiques - à près de zéro. Dans leur article publié dans la revue Science , l'équipe décrit comment ils ont accidentellement découvert la méthode et pourquoi ils pensent qu'elle pourrait être utile pour des applications dans le monde réel.

Comme la plupart des gens le savent, la friction provoque une perte d'énergie et une usure des pièces mécaniques - des lubrifiants tels que l'huile sont utilisés pour aider à réduire la friction et à dissiper la chaleur, mais les scientifiques aimeraient vraiment trouver un moyen d'empêcher que cela ne se produise en premier lieu. Dans ce nouvel effort, les chercheurs étudiaient les propriétés de friction à l'échelle nanométrique, où il s'agit plutôt des forces d'attraction entre les atomes, que les imperfections microscopiques présentes à l'échelle macroscopique. Ils testaient une idée qu'ils avaient, que si un matériau plat était recouvert de graphène et un autre d'un mélange diamant-carbone, il y aurait probablement peu de friction lorsque l'un était glissé sur l'autre.

En regardant leurs résultats, ils ont remarqué qu'ils obtenaient parfois un très faible coefficient de frottement, et parfois ils ne l'ont pas fait. La différence, ils ont trouvé, est survenu lorsque de minuscules diamants se sont détachés de la surface diamant-carbone qui ont ensuite été roulés entre les deux au fur et à mesure du glissement. Pensant qu'ils avaient quelque chose, l'équipe a réessayé, mais cette fois après avoir enduit les surfaces, ils ont jeté des nanodiamants entre les deux, pour servir de minuscules roulements à billes, puis a glissé une surface sur l'autre et a constaté que la friction entre elles était si faible qu'elle était qualifiée de super-lubrifiant.

En regardant de plus près ce qui s'est réellement passé pendant le glissement, les chercheurs ont découvert que lorsque les nanodiamants roulaient sous le graphène, ils sont devenus recouverts de flocons (créant ce que l'équipe appelle des parchemins) et c'est pourquoi le frottement entre les deux surfaces est resté constamment faible pendant toute la durée du glissement. Ils ont testé la méthode dans des conditions variables, comme changer la vitesse de glissement, la charge et la température, et a constaté qu'il fonctionnait dans la plupart des conditions, à l'exception, humidité élevée - l'eau a encrassé les travaux. L'équipe pense que la méthode pourrait être utilisée dans les composants électroniques, ou peut-être dans des applications spatiales où les environnements sont soigneusement contrôlés.

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