Simulace mazadla s nanodiamanty. Kredit: Argonne National Laboratory.

Nanodiamanty sice nejsou úplně věčné, ale v novém pevném mazadle z laboratoří Argonne National Laboratory amerického ministerstva energetiky jsou vlastně prakticky na věčnost. Nebo na hodně dlouhou dobu. Materiáloví vědci smíchali nanodiamanty s 2D materiálem sulfidem molybdeničitým a děly se věci. Výsledkem je pozoruhodné pevné mazadlo, které je velmi snadné vyrobit, má velmi nízké tření i extrémní výdrž. Mohlo by se uplatnit v mnoha různých aplikacích.

Pevná mazadla jsou dnes mezi inženýry v kurzu. Oproti svým kapalným protějškům nabízejí celou řadu výhod. Na rozdíl od vazelín a olejů nejsou chemicky aktivní, neunikají ani nevytékají a nechytá se na ně prach nebo špína. Velkou výhodou je, že pevná mazadla se nerozkládají za vysokých teplot a některá z nich fungují i v mrazivém vzduchoprázdnu vesmíru.

Anirudha Sumant vpravo. Kredit: Argonne National Laboratory.

V dnešní době je jedním z nejběžnějších pevných mazadel grafitový prášek anebo pasta, kterou tvoří uhlíkové struktury proložené molekulami vody. S takovými mazadly se dnes ošetřují zámky, dveřní panty nebo třeba řetězy jízdních kol. Obstojí i v prostředí s vysokými teplotami a vysokými tlaky.

Díky neutuchající píli materiálových vědců se objevují nová, z našeho pohledu exotická mazadla. Anirudha Sumant a jeho tým před pár lety zjistili, že když smíchají grafen s nanodiamanty, tak mohou získat prakticky využitelné supermazadlo s téměř nulovým třením. Teď Sumant s kolegy postoupili ještě dál a nahradili grafen podobným 2D materiálem sulfidem molybdeničitým, který je sám o sobě oblíbeným mazadlem, například v kosmických technologiích, protože výtečně funguje i ve vakuu.

Argonne National Laboratory.

Sumantův tým překvapeně zjistil, že když smíchají zmíněný sulfid molybdeničitý s nanodiamanty, tak se nanodiamanty samovolně „rozbijí“ a vzniknou z nich uhlíkové struktury připomínající cibule. Jde o to, že se v této směsi odděluje molybden od síry a vzápětí dochází k reakci s nanodiamanty, které pozmění svoji strukturu.

Grafitové mazadlo s přidaným sulfidem molybdeničitým. Kredit: K. Murray / Wikimedia Commons.

Tímto způsobem vznikne nové pevné mazadlo, které klouže 10krát lépe než fluoropolymery jako je Teflon. Rovněž vydrží velký tlak a přitom se jen velice málo opotřebovává. Sulfid molybdeničitý je sice o něco dražší než grafen, nové mazadlo je ale celkové finančně výhodnější, protože je ho pro požadovaný účinek stačí použít jen velmi málo. Při samotné výrobě mazadla s rozbitými nanodiamanty nejsou nutné žádné nebezpečné chemikálie. Stačí jenom smíchat sulfid molybdeničitý s nanodiamanty a mazadlo vznikne samovolně. Z toho důvodu se mazadlo během používání také samo opravuje.

Sumant a spol. si už mazadlo s nanodiamanty patentovali a teď už jenom čekají na to, v jakých všemožných aplikacích se osvědčí. Určitě to budou ložiska, pumpy, větrné turbíny, počítačové pevné disky a mnohé další věci. 

Video:  Nanodiamonds are forever

Video: Taking Nanotechnology from Cleanroom to the Classroom featuring Anirudha Sumant


Literatura
Argonne National Laboratory 10. 5. 2018, Nature Communication 9: 1164.