发动机部件的磨损是常见的,因为摩擦,它发生在所有有运动部件的机械中。减少摩擦的润滑剂只能延缓和减少不可避免的损坏。华盛顿州立大学博士候选人Pavlo“Pasha”Rudenko的目标是通过修复磨损的部分来逆转磨损,他决定研究使用智能纳米颗粒来替代侵蚀材料。美国国家航空航天局(NASA)也对将受损部件恢复到类似新的状态很感兴趣,并向鲁登科提供了一笔太空拨款,以推动这项技术的发展。

在相对运动中移动的零件,无论是一起工作还是互相反馈,都会遇到摩擦,迟早,穿着。当部件之间的摩擦抑制机器性能时,使用润滑剂。许多常见的润滑剂是基于油的矿物或植物 - 并且含有许多强化添加剂,没有哪些油油将迅速降解。另外,这些化学品,溶解或悬浮在油中,执行各种功能:它们在不同温度下最大化粘度,清除碎片,提高化学稳定性。

Rudenko提议制造一种纳米颗粒润滑剂,可以在任何温度下工作,包括在极端的空间。其目标是使用现有的液体润滑剂将纳米颗粒直接携带到摩擦点。他认为这种解决方案对卫星和太空飞行器来说是理想的。除了保持零件的良好维修,这种纳米流体润滑剂还可以延长使用它的系统的功能寿命。他最初的研究确定了最好的材料——一种有效、耐用、无毒的陶瓷。

材料,也称为纳米薄片,在一侧是粘性的粘稠,另一方面光滑。粘性侧被吸引到摩擦点并将自己连接到那些斑点,使光滑的一侧朝向。这已经发生在又一遍,建立纳米颗粒层,直到给定的粗糙点被平滑,很像填充街道的坑洞。天然存在的热量和压力在摩擦粘合到纳米薄片一起形成,形成Rudenko称之为“钻石状”的新的耐用碳 - 晶格表面。

即使金属零件表面看起来很光滑,用原子力显微镜也能发现纳米颗粒水平上的缺陷,这些缺陷可能并确实会产生摩擦。为了解决发动机的这些微小缺陷,鲁丹科于2017年创办了TriboTEX LLC,并成为其首席技术官。TriboTEX的第一个配方是为汽车设计的。

TriboTEX的产品可以直接添加到预热引擎中。从那里开始,随着时间的推移,它开始修复损伤。

今天,有3万多辆汽车和卡车在使用TriboTEX。这些使用数据扩大了合成纳米颗粒产生预期结果的证据。据司机报告,最常见的好处是提高油耗、增加扭矩和增加油压。

在拥有130,000英里或更长时间的汽车中,该公司声称燃油经济可提高至6%以及圆柱体压缩的增加。通过填充小于40微米的间隙和凹槽,颗粒也减小发动机噪声 - 关于人头发的宽度 - 尽管它们也一旦填充间隙,它们也停止建立。Rudenko表示,汽车也可以增加其发动机电量高达3%的发动机电源,并指出这对于避免拆除发动机任何部分的成本来说,这是显着的。每40,000英里向车辆添加Tricotex将确保有足够的纳米颗粒可用于修复经历显着摩擦的发动机的部分磨损的新实例。

随着消费者使用TriboTEX,他们提出了其他潜在的应用,该公司现在提供一种小型发动机产品,可用于摩托车、割草机、发电机和紧凑型汽车。一种高性能的版本被设计用于柴油卡车和大引擎跑车。“大钻机”配方适用于半挂车拖车发动机。一家国有商业卡车运输公司正在其车队的多辆卡车上测试TriboTEX。Rudenko还致力于在航空变速箱中使用纳米材料。

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本文首先出现在8月,2020年问题金宝搏官网杂志。

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