Superlubrification
En physique (et particulièrement en tribologie), la superlubrification ou superlubricité[1] est un régime de mouvement dans lequel frottement disparaît ou presque. Bien qu'un niveau précis ne soit pas encore déterminé, certains considèrent que celle-ci est atteinte lorsque le coefficient de frottement cinétique est inférieur à 0,01[2].
Une superlubrification peut se produire lorsque deux surfaces cristallines glissent l'une sur l'autre en contact sec et incommensurable. Cet effet, également appelé pouvoir lubrifiant structurel, a été suggéré en 1991 et vérifié avec une grande précision entre deux surfaces de graphite en 2004[3].
Graphite
modifier
Les atomes du graphite sont orientés de manière hexagonale et forment une structure atomique composée de collines et de vallées, qui ressemble à une boîte à œufs. Lorsque les deux surfaces de graphite sont en alignement (tous les 60 degrés), la force de frottement est élevée. Lorsque les deux surfaces sont disposées autrement, le frottement est considérablement réduit.
L'observation de la superlubrification dans des structures de graphite à micro-échelle a été rapportée en 2012[4]. De tels effets ont également été décrits théoriquement [5] pour un modèle de couches de graphène et de nickel. Cette observation, reproductible même dans des conditions ambiantes, augmente l'intérêt envers la superlubrification, celle-ci passant d'un domaine essentiellement académique, accessible uniquement dans des conditions hautement idéalisées, vers des implications pratiques pour les dispositifs micro et nanomécaniques[6].
Superlubricité macroscopique
modifierEn 2015, une équipe du Laboratoire national d'Argonne démontre expérimentalement la superlubrification à l'échelle microscopique[7], démonstration détaillée par des études informatiques sophistiquées[8].
Les informations peuvent fréquemment changer suivant l'évolution des évènements et de l'actualité.
À l'été 2024, une étude signée par plusieurs chercheurs d'institutions africaines et américaines affirme avoir développé un revêtement superlubrifiant à partir de déchets de plantes de manioc[9],[10].
Notes et références
modifier- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Superlubricity » (voir la liste des auteurs).
- « Les ions peuvent faire fonctionner nos articulations en douceur – Une découverte de Xavier Banquy et son équipe dans le cadre d’une collaboration internationale », sur Université de Montréal, (consulté le )
- (en) Martin H. Müser, Fundamentals of Friction and Wear on the Nanoscale, Springer International Publishing, coll. « NanoScience and Technology », , 209–232 p. (ISBN 9783319105598, DOI 10.1007/978-3-319-10560-4_11), « Theoretical Studies of Superlubricity »
- (en) Dienwiebel, Verhoeven, Pradeep et Frenken, « Superlubricity of Graphite », Physical Review Letters, American Physical Society (APS), vol. 92, no 12, , p. 126101 (ISSN 0031-9007, PMID 15089689, DOI 10.1103/physrevlett.92.126101, Bibcode 2004PhRvL..92l6101D, lire en ligne)
- (en) Liu, Yang, Grey et Liu, « Observation of Microscale Superlubricity in Graphite », Physical Review Letters, American Physical Society (APS), vol. 108, no 20, , p. 205503 (ISSN 0031-9007, PMID 23003154, DOI 10.1103/physrevlett.108.205503, Bibcode 2012PhRvL.108t5503L, arXiv 1104.3320, S2CID 119192523)
- (en)Superlubricity through graphene multilayers between Ni(111) surfaces
- (en)Graphite super lube works at micron scale Philip Robinson, Chemistry World, 28 mai 2012
- (en) Berman, Deshmukh, Sankaranarayanan et Erdemir, « Macroscale superlubricity enabled by graphene nanoscroll formation », Science, vol. 348, no 6239, , p. 1118–1122 (ISSN 0036-8075, DOI 10.1126/science.1262024, lire en ligne)
- (en) « Superlubricity-near zero friction from nanodiamonds | Anirudha Sumant | TEDxNaperville », YouTube, (consulté le )
- (en-US) « 'Superlubricious' coating radically drops friction between metal parts », sur New Atlas, (consulté le )
- (en) Tabiri Kwayie Asumadu, Mobin Vandadi, Desmond Edem Primus Klenam et Kwadwo Mensah-Darkwa, « Robust macroscale superlubricity on carbon-coated metallic surfaces », Applied Materials Today, vol. 37, , p. 102140 (ISSN 2352-9407, DOI 10.1016/j.apmt.2024.102140, lire en ligne, consulté le )
