Трение на поверхности возникает из-за микрошероховатости, когда неровности зацепляются друг за друга, препятствуя движению. Исследования, проведенные в 2004 году, выявили, что трение между слоями графита может значительно снижаться, если кристаллические решетки этих слоев расположены под определенным углом. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, применение структурной сверхсмазки в крупных масштабах долгое время было невозможным из-за различных ограничений.
Как пояснил соавтор работы Дэли Пэн, основная сложность заключалась в природных характеристиках реальных материалов, таких как графит, состоящий из множества случайно ориентированных кристаллических зерен, которые обычно имеют размер, не превышающий десятки микрометров. Это приводит к нарушению эффекта сверхсмазки на больших площадях. Кроме того, существующие дефекты и упругие деформации также препятствовали реализации этого явления при больших нагрузках.
Команда Чжэна сумела преодолеть эти преграды, применив специально созданные пленки монокристаллического графита с зернами размером в миллиметры, изготовленные методом непрерывной эпитаксии. Эти пленки были уложены одна на другую с внимательным контролем ориентации, что обеспечило почти бездефектный интерфейс на субмиллиметровых масштабах с высокой плотностью атомного контакта.
По результатам экспериментов было установлено, что трение между поверхностями практически не ощущается даже под высоким давлением. Более того, некоторые наблюдения зафиксировали явление отрицательного трения, при котором сопротивление движению снижалось при увеличении нагрузки. Важно отметить, что ранее в космосе была обнаружена молекула, связанная с происхождением жизни.
Источник: www.gazeta.ru
