Un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI y la Universidad Federal Estatal Báltica Immanuel Kant sugirieron el uso de películas delgadas innovadoras para reducir considerablemente la fricción y así aumentar la durabilidad de las superficies en los mecanismos. Este descubrimiento puede ser importante para muchos campos, de la medicina a las tecnologías espaciales.

"Las películas delgadas son sustancias en estado sólido que pueden tener solo varias capas atómicas de espesor. Por lo general, sus propiedades son considerablemente diferentes de las propiedades de las sustancias originales en la macroescala. Las áreas de su aplicación siguen expandiéndose e incluyen nanoelectrónica, optoelectrónica, espintrónica, electro-, y fotocatálisis, así como campos de la economía tan importantes como las tecnologías espaciales y la construcción de instrumentos. Los dispositivos de micromódulos para naves espaciales y tecnologías médicas también son áreas prometedoras en las que se pueden utilizar películas delgadas. "dijo Vyacheslav Fominski, un supervisor de proyecto en representación de MEPhI.

Para reducir la fricción y resolver muchos otros problemas, se podrían utilizar calcogenuros metálicos, es decir, compuestos de metales de transición con azufre, selenio, y telurio. Los primeros experimentos destinados a obtener películas delgadas a partir de estos materiales comenzaron en la década de 1980. Luego, los investigadores estaban especialmente interesados ​​en la capacidad de las películas para modificar sus propiedades cuando cambiaba su estructura o espesor de capa. En su estudio reciente, el equipo ruso estudió las películas que constaban de cuatro elementos:molibdeno, azufre, carbón, e hidrógeno.

Primero, el equipo utilizó impulsos láser (decenas de nanosegundos de duración) dirigidos a objetivos de carbono y molibdeno para crear flujos de plasma de estos materiales. Cuando el carbono y el molibdeno se transforman en fase gaseosa, reaccionaron con sulfuro de hidrógeno bombeado en la cámara experimental, y el producto de la reacción depositado sobre una base de acero. Durante este proceso, Los átomos químicamente activos de azufre e hidrógeno pudieron ingresar al recubrimiento en crecimiento. Juntos, los átomos formaron una fina película sobre el metal. Las propiedades de la película dependían de la concentración de componentes y del modo de generación del flujo de plasma y láser.

Este método se llama deposición de láser pulsado reactivo y proporciona capas más suaves y densas. También permite a los científicos cambiar diferentes parámetros de experimentos, lo que afecta la estructura de los productos finales. Esta poderosa herramienta para crear nanoestructuras únicas se está desarrollando activamente en muchos centros de investigación, incluyendo MEPhI y BFU.

Las películas delgadas obtenidas por el equipo no tenían más de 0,5 um de espesor, pero redujeron la fricción en más de 10 veces:el factor de fricción de una bola de acero que se desliza a lo largo de una placa de acero en ausencia de cualquier aceite lubricante líquido tradicional nunca superó los 0,03 (en condiciones normales). y -100 °?). Este es el mismo factor que tienen los patines sobre hielo.