Ja, theres the rub:Forskere bestræber sig på at identificere atomets oprindelse til slid

At glide; sandsynligvis til træthed. "Slid er så almindeligt i glidesystemer, at det har opnået denne uundgåelige luft, "siger Greg Sawyer, en professor i maskinteknik ved University of Florida, der leder et team af forskere i håb om at vælte denne antagelse. Det er lykkedes Sawyer og hans samarbejdspartnere at ændre polytetrafluorethylen (PTFE), det allestedsnærværende, allerede lavfriktionsmateriale også kendt som teflon, at gøre det "næsten en million gange mere slidstærkt." Ved at anvende erfaringerne fra denne og andre sådanne succeshistorier, forskerne forsøger at identificere, og derefter fjerne, atomens og molekylære oprindelse af slid. Hvis de når deres mål, bevægelige forsamlinger såsom ledudskiftninger kan vare, hvis ikke for evigt, derefter i det mindste indtil deres ejere "har blandet denne dødelige spole af".

Enhver enhed, der har bevægelige dele - det være sig en plæneklipper, en opvaskemaskine, eller et køretog - oplever friktion. "Friktion er en smuk, kompleks ting ", der stjæler energi og effektivitet fra et system, men gør ikke, som standard, resultere i slid, siger Sawyer. Egenskaberne ved et helt system, i modsætning til eventuelle iboende egenskaber ved glidematerialerne, bestemme, hvor meget slid der vil opstå, når to overflader bevæger sig forbi hinanden. Sawyer og hans team er kommet med en række hypoteser for at forklare, hvordan friktionskræfter kan rive af eller slibe stykker materiale i især glidesystemer. En overflade kan erodere gennem en langsom omlægning af atomerne og molekylerne; gennem små, diskrete brydende begivenheder, der tilføjer sig over tid; gennem sjældne, men katastrofalt, spaltningsbegivenheder; eller gennem andre, ukendte metoder. "Vi har ikke nær alle svarene endnu, "Sawyer siger.

For at teste deres hypoteser, forskerne bruger atomkraftmikroskoper til at skabe billeder i atomskala af overflader og bruger finjusterede instrumenter til at måle de minutkræfter, der opstår, når materialer glider mod hinanden. Når først forskerne har identificeret en faktor, der bidrager til systemslid, de forsøger at designe en måde at stoppe det på. I tilfælde af den ultra-slidstærke PTFE, forskerne indlejrede nanopartikler fremstillet af aluminiumoxid i polymeren, hvilket reducerede slid dramatisk. Og denne effekt er ikke begrænset til PTFE. Andre nanopartikelfyldte plastkompositter har vist sig at have en reduceret glidningskoefficient, selvom forskere stadig undersøger de præcise mekanismer, der resulterer i reduceret slid. På AVS Symposium i Nashville, Tenn., afholdt 30. oktober - 4. november, Sawyer vil præsentere resultater fra en række ultra-slidstærke systemer undersøgt i sit laboratorium, herunder polymerer, metaller, og keramik.

Andet end forældelse, slid er den vigtigste årsag til produktets levetid, Sawyer noter. Forskere og ingeniører fra Da Vinci og fremefter har undersøgt måder at minimere det, han siger, og hans team fortsætter søgen. Spurgt om fremtiden, Sawyer forestiller sig en verden, hvor utallige produkter måske aldrig slides op:"Kan du forestille dig, at du nogensinde skylder en bil? Systemer med meget lavt slid kan ændre alt."