Ett forskarteam vid National Institute for Materials Science (NIMS) i Japan har utvecklat en beläggningsteknik som använder miljövänligt,-zinkoxidmaterial (ZnO) med låg-friktion. När det appliceras på lagerkulor behåller detta material sina låga-friktionsegenskaper, vilket minskar lagrets friktionskoefficient med ungefär en-tredjedel.
Att ta itu med förvärrade globala miljö- och energifrågor kräver att friktionen i drivmekanismer, som motorer, minskas. Eftersom mekaniska drivkomponenter blir extremt varma under motordrift måste all friktionsreducerande teknik som används i sådana miljöer också vara värmebeständig.-
Forskare fokuserade på ZnO för dess friktions-reducerande och värme-förmåga, och identifierade den underliggande friktions-reduktionsmekanismen på nanoskala. Med nanoteknik utvecklade de en grundläggande teknik för att applicera låg-friktions ZnO-beläggningar genom att kontrollera materialets kristallorientering. Genom att tillämpa detta på kommersiella-högpresterande lager-specifikt genom att belägga lagerkulorna och kontrollera ZnO-kristallorienteringen genom rotationen av kulorna i buren-minskade teamet framgångsrikt friktionskoefficienten med ungefär en-tredjedel.
De resulterande lagren integrerades i en liten jetmotor, vilket uppnådde en minskning av bränsleförbrukningen med 1 %. Dessutom arbetade forskare med att miniatyrisera generatorer för användning i nödsituationer där bränsletillförseln kan vara knapp. De utvecklade framgångsrikt en liten jetmotorgenerator utrustad med ZnO-belagda lager; väger cirka 40 kg-gör den bärbar av två vuxna-genererar enheten 8 000 W effekt, tillräckligt för att tillgodose två hushålls elbehov.
Denna ZnO-beläggning med låg-friktion är lämplig inte bara för lager utan även för alla mekaniska drivkomponenter som kräver energieffektivitet och friktionsreduktion. Den är tillräckligt mångsidig för användning under ett brett spektrum av förhållanden, inklusive temperaturer från rumsnivå till hög värme, såväl som i olje-, vakuum- och atmosfäriska miljöer.
