Technologie

Bewegung ohne Energieverlust: Nano-Material hebt Reibung auf

Eine Kombination aus Graphen und Diamant kann die Reibung zwischen zwei Materialien nahezu auszuschalten. Die supergleitfähigen Nanopartikel könnten mechanische Prozesse revolutionieren: Der Energieverlust durch Reibung wird verhindert.
30.06.2015 13:24
Lesezeit: 1 min

Legt man zwei Materialien übereinander und verschiebt sie, entsteht Reibung. Ein Umstand, der in vielen Prozessen immer auch Energie kostet. Wissenschaftler des Argonne National Laboratory, ein Forschungsinstitut des US-Energieministeriums, haben nun etwas entwickelt, um diese Reibung zu verhindern.

Dafür haben sie ein neue Materialkombination geschaffen: Aus Diamant und Graphen. Diese so entstandenen Nanopartikel besitzen eine „Supergleitfähigkeit“, so die Wissenschaftler. Die „Reibung geht gegen null“. Der Hintergrund ist die Zusammensetzung. Auf atomarer Ebene kommt es normaler Weise zu Reibung, wenn Atome in Materialien, die gegeneinander geschoben werden, sich quasi verhaken. Hier muss dann zusätzliche Energie aufgebracht werden, um diese Verhakung wieder zu lösen.

Aber, wenn die Diamantpartikel mit den „Graphen-Patches“ gegen ein eine große diamantartige Kohlenstoffoberfläche gerieben werden, passiert etwas Anderes: Die Graphene rollen sich um die Diamantpartikel herum zu etwas, das auf nanoskopischer Ebene einem Kugellager gleicht. Graphene sind sehr leitfähig. Dadurch reiben die Materialien sich nicht, sondern gleiten quasi übereinander.

„Die Interaktion zwischen dem Graphen und dem diamantartigem Kohlenstoff ist wesentlich für die Wirkung der Supergleitfähigkeit“, sagt Ali Erdemir, einer der Forscher. „Die beiden Materialien sind voneinander abhängig.“

Diese neue Materialkombination könnte bei technischen Prozessen die Effektivität erheblich verbessern. Eine Problematik zeigte sich allerdings schon bei den Untersuchungen der Wissenschaftler: Im trockenen Zustand funktioniert die neue Gleitfähigkeit sehr gut. In feuchter Umgebung war dies jedoch nicht der Fall. „Wir haben beobachtet, dass die Bildung der Graphen zu Rollen in Gegenwart von Wasser gehemmt wird“, so Subramanian Sankaranarayanan. „Das verursachte eine höhere Reibung.“

Mehr zum Thema
article:fokus_txt
DWN
Finanzen
Finanzen EZB in der Zwickmühle: Zinssenkung befeuert Immobilienmarkt – Gefahr einer neuen Kreditblase?
26.04.2025

Der Druck auf die Europäische Zentralbank wächst, während die Zinsen sinken und der EURIBOR neue Tiefstände markiert. Was bedeutet das...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Funkmast auf Futterwiese: Das verdienen Landwirte mit Mobilfunkmasten
26.04.2025

Wer als Landwirt ungenutzte Flächen oder Scheunendächer für Mobilfunkanbieter öffnet, kann mit Funkmasten stabile Zusatzeinnahmen...

DWN
Panorama
Panorama Generation Z lehnt Führungspositionen ab – Unternehmen müssen umdenken
25.04.2025

Die Generation Z zeigt sich zunehmend unbeeindruckt von traditionellen Karrierewegen und Führungspositionen im mittleren Management. Eine...

DWN
Unternehmensporträt
Unternehmensporträt Reichster Ostdeutscher: Wie ein Unternehmer einen kleinen DDR-Betrieb zum globalen Player macht
25.04.2025

Rekord-Umsatz trotz Krisen: Der Umsatz von ORAFOL betrug im Jahr 2024 betrug 883 Millionen Euro – ein Rekordjahr trotz Wirtschaftskrise....

DWN
Politik
Politik Rentenbeiträge und Krankenkasse: Sozialabgaben werden weiter steigen
25.04.2025

Gerade bei der Rente hat die kommende Merz-Regierung ambitionierte Pläne. Doch gemeinsam mit den Krankenkassenbeiträgen droht...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Gold im Höhenrausch: Wenn Trump das Gold sieht, wird es gefährlich
25.04.2025

Der Goldpreis steht kurz davor, einen historischen Rekord nicht nur zu brechen, sondern ihn regelrecht zu pulverisieren. Die Feinunze Gold...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Deutsche Autoindustrie unter Druck: Zollkrieg sorgt für höhere Preise und verschärften Wettbewerb
25.04.2025

Der Zollkrieg zwischen den USA und Europa könnte die Auto-Preise in den USA steigen lassen und den Wettbewerb in Europa verschärfen....

DWN
Finanzen
Finanzen Vermögen der Deutschen auf Rekordhoch – aber die Ungleichheit wächst mit
25.04.2025

Private Haushalte in Deutschland verfügen so viel Geld wie nie zuvor – doch profitieren längst nicht alle gleichermaßen vom...