由于摩擦,发动机部件上的磨损和撕裂是常见的,并且它发生在所有带有运动部件的机器中。减少摩擦的润滑剂只能延迟和最小化不可避免的损伤。通过修复破旧的部分逆转佩戴的想法是Pavlo“Pasha”Rudenko,华盛顿州立大学博士学位。候选人决定研究使用智能纳米粒子替代腐蚀材料。恢复损坏的零件到新的条件也是有趣的,美国宇航局荣获鲁登科的空间授予追求这项技术。

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建议创造一个纳米颗粒润滑剂,该润滑剂将在任何温度下工作,包括极端空间。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。他相信这种解决方案是卫星和太空车辆的理想选择。除了保持良好的修复部分外,这种纳米流体润滑剂还可以使用它延长系统的功能寿命。他的初步研究确定了最好的材料 - 一种有效,耐用和无毒的陶瓷类型。

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。

即使当金属部分的表面看起来光滑到眼睛和触摸时,原子力显微镜也可以揭示纳米粒子水平的缺陷,可以并确实产生摩擦。Rudenko在2017年开始修复发动机的这些微小的瑕疵,并成为其首席技术官的Tricotex LLC。第一个Tricotex公式是为了在汽车中工作。

Tricotex的产品可以由消费者直接添加到加热的发动机中。从那里开始,它开始随时间修复损坏。

今天,超过30,000辆汽车和卡车正在使用Tricotex。使用数据正在扩展合成纳米颗粒产生预期结果的证据。最常见的益处司机报告改善了汽油里程,扭矩增加,油压增加。

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。

由于消费者使用了Tricotex,他们建议其他潜在的应用程序,该公司现在提供用于摩托车,草坪割草机,发电机和紧凑型汽车的小型引擎产品。配制高性能版本以在柴油车和大型发动机跑车中工作。“Big Rig”配方处理半拖拉机拖车发动机。国家商业货车公司正在舰队中的一些卡车测试Tricotex。Rudenko还在使用航空齿轮箱中使用纳米材料。

了解更多spinoff.nasa.gov.


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本文首先出现在8月,2020年问题技术简介杂志。

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