发动机部件的磨损是常见的,因为摩擦,它发生在所有的机械运动部件。减少摩擦的润滑剂只能延缓和减少不可避免的损伤。通过修复磨损部分来逆转磨损的想法是华盛顿州立大学的博士候选人Pavlo“Pasha”Rudenko的目标,他决定研究使用智能纳米颗粒来替代被侵蚀的材料。将损坏的部件恢复到类似新的状态也引起了美国国家航空航天局的兴趣,他们给了Rudenko一笔太空拨款来追求这项技术。

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提议创造一种纳米颗粒润滑剂,它可以在任何温度下工作,包括在极端的空间。其目标是利用现有的液体润滑剂将纳米颗粒直接带到摩擦点。他认为这个解决方案对卫星和太空飞行器来说是理想的。除了保持部件的良好维修,这种纳米流体润滑剂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。

即使一个金属零件的表面看起来很光滑,原子力显微镜也能显示出纳米粒子水平上的缺陷,这些缺陷可能也确实会产生摩擦。为了修复发动机中的这些微小缺陷,Rudenko于2017年创立了TriboTEX LLC,并成为该公司的首席技术官。第一个TriboTEX公式是为汽车设计的。

消费者可以将TriboTEX的产品直接添加到预热过的发动机上。从那里开始,随着时间的推移,它开始修复损坏。

今天,有3万多辆汽车和卡车在使用TriboTEX。使用数据扩大了合成纳米颗粒产生预期结果的证据。司机们报告的最常见的好处是提高汽油里程、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。

由于消费者使用了TriboTEX,他们提出了其他潜在的应用,该公司现在提供了一种小型发动机产品,可用于摩托车、割草机、发电机和小型汽车。高性能版本的设计适用于柴油卡车和大型引擎跑车。“大钻机”公式用于半牵引车挂车发动机。一家全国性的商业卡车运输公司正在其车队的几辆卡车上测试TriboTEX。Rudenko还致力于在航空齿轮箱中使用纳米材料。

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科技简报》杂志

本文首先出现在8月,2020年问题技术简介杂志。

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