国立研究核大学MEPhI和伊曼纽尔·康德·波罗的海州立大学的科学家团队建议使用创新的薄膜来显着减少摩擦,从而提高机构表面的耐久性。这一发现对于从医学到太空技术的许多领域都非常重要。
“薄膜是固态的物质,可以是只有几个原子层的厚度。通常,它们的性质是从宏观尺度原物质的性能显着不同的。它们的应用保持的扩大的区域,并且包括纳米电子学,光电子学,自旋电子学,电-,光催化以及空间技术和仪器制造等重要的经济学领域。用于航天器和医疗技术的微模块设备也是可以使用薄膜的有前途的领域,” MEPhI的项目主管Vyacheslav Fominski说。 。
为了减少摩擦并解决许多其他问题,可以使用金属硫属化物,即过渡金属与硫,硒和碲的化合物。旨在从这些材料中获得薄膜的第一个实验始于1980年代。然后,研究人员对薄膜的结构或层厚度发生变化时改变其性能的能力特别感兴趣。在最近的研究中,俄罗斯团队研究了由四个元素组成的薄膜:钼,硫,碳和氢。
首先,该团队使用针对碳和钼靶的激光脉冲(持续时间为数十纳秒)来产生这些材料的等离子体流。当碳和钼转变成气相时,它们与泵入实验室的硫化氢反应,反应产物沉积在钢基上。在此过程中,硫和氢的化学活性原子能够进入正在生长的涂层内部。原子一起在金属上形成薄膜。膜的性质取决于组分的浓度和激光等离子体流产生的方式。
这种方法称为反应性脉冲激光沉积,可提供更平滑和致密的层。它还允许科学家更改不同的实验参数,从而影响最终产品的结构。包括MEPhI和BFU在内的许多研究中心都在积极开发这种用于创建独特纳米结构的强大工具。
该团队获得的薄膜厚度不超过0.5 um,但将摩擦减小了10倍以上:在没有任何传统液体润滑油的情况下,钢球沿钢板滑动的摩擦系数从未超过0.03(在正常条件下)和-100°?)。这与溜冰鞋在冰上的作用相同。
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