Hvad er tribologi?
tribologi er videnskaben om friktion, slid og smøring og er virkelig tværfaglig. Det studerer interaktionen mellem bevægelige overflader og ethvert aspekt relateret til friktion, slid, smøring, vedhæftning, tribokemi osv. Tribology løsninger anvendes i bilindustrien, lejer, rum, Sport, Mad, Sundhed og biomedicinsk, vedvarende energi og andre talrige områder.
udtrykket “tribologi” er afledt af det græske ord ‘tribos’ (Kurt), der betyder ‘gnidning’ eller at gnide, og det blev opfundet i 1964, mens udforskning af friktion er startet godt i fortiden engang 50.000 f.kr., da mennesker begyndte at bruge det til at få ild (se tribologiens historie). Gamle civilisationer i Egypten og Kina anvendte smøreprincipper til at transportere tunge sten, der blev brugt i deres gigantiske bygninger. Imidlertid blev de første systematiske undersøgelser af tribologi udført af Leonardo da Vinci – verdens første tribolog i 1490-1500. Han fokuserede på alle former for friktion og skelnede mellem glidende og rullende friktion.
betydningen af tribologi stiger på grund af det faktum, at friktions-og slidtab forbruger energi, som ellers kunne spares. Professor Jost vurderede, at minimal investering (med forholdet 1 til 50 til resultatet) i forskning og udvikling af bedre tribologisk praksis kunne spare fra 1% til 1,4% af bruttonationalproduktet . Udover økonomiske effekter kan tribologi bruges til at reducere 
emissioner ved at øge energieffektiviteten og dermed hjælpe med at bevare vores planet. Transportindustrien er en af de største energiforbrugere ,men også emissionskilde, mens den potentielt i vid udstrækning optimeres ved hjælp af banebrydende tribologiløsninger. Slidpartikler kan være en kilde til mekanisk skade i lejer, diskbrud, MEMS, men er også skadelige for menneskers sundhed, hvis de trænger ind fra atmosfære til menneskekroppen. Resultaterne af den tribologiske forskning kan derfor bruges til at løse vigtige problemer i samfundet.
grøn tribologi
udtrykket grøn tribologi er blevet en del af ordforrådet nu. Grøn tribologi er en gren af tribologi, der specifikt vedrører opretholdelse af en økologisk balance mellem eventuelle miljømæssige og biologiske virkninger af interaktionerne mellem forskellige overflader, der kan forekomme mellem materialer. Green tribology arbejder for at sikre, at enhver friktion og slid, der opstår mellem materialer, sker på en miljøvenlig måde. Forskere inden for det grønne tribologifelt ser også på vindkraftturbiner, solpaneler og tidevandsturbine. De fokuserer på at være mere miljøvenlige og bæredygtige i fremtiden.
grøn tribologi har tre grundlæggende principper, der sigter mod at sikre begrænset indvirkning på miljøet og menneskers sundhed. Disse tre principper er biomimetik (efterligning af modeller, systemer og naturelementer for at løse komplekse menneskelige problemer) og selvsmørende materialer og overflader, biologisk nedbrydelige og miljøvenlige smøremidler og vedvarende og/eller bæredygtige energikilder.
specifikt ser grøn tribologi på at minimere friktion, minimere slid, reducere og/eller eliminere smøring, skabe naturlig smøring, opretholde grønne ingeniør-og kemiprincipper og realtidsovervågning af tribologisystemer.
grøn tribologi er ret nyt koncept; det spiller dog allerede en vigtig rolle for at sikre, at alle industrielle systemer er i stand til at fungere på en miljøvenlig måde. Derudover ser forskere på metoder til integration af grøn tribologi og udvikling af systemer, der er helt bæredygtige med hensyn til konstrueret design og energiproduktion.
smøring
til styring af friktion og slid anvendes smøremidler. Smøremidler adskiller gnidningsflader fra direkte kontakt ved at skabe en smøremiddelfilm. Filmen beskytter overfladerne mod slid, og smøremidlet vælges til at kontrollere (for det meste reducere) friktion. Smøremiddel kan være i flydende, gasformige, faste former eller endda en kombination af dem som i tilfælde af emulsioner og fedtstoffer .
ofte er smøremidler flydende olier, og de genererer et meget tyndt smøremiddellag for at adskille gnidningsfladerne. Dette lag deles lettere end de faste stoffer ville, og derfor reduceres friktionen og i mange tilfælde slid. Den klassiske (elasto-)hydrodynamiske smøringsteori kan effektivt bruges til at forudsige filmens tykkelse, men også friktion genereret af smøremidlet og til at designe mekaniske komponenter. For de fleste almindelige tekniske materialer og betingelser er lagets friktion mindre end friktionen mellem de faste stoffer. Udover at adskille overfladerne reducerer flydende smøremidler også temperaturstigningen, rengør overfladerne, eliminerer slidrester og regenererer beskyttelsesfilm. Det skal dog bemærkes, at den klassiske smøringsteori for friktionsreduktionen har nået sin grundlæggende grænse (friktionen på 0,01-0,04) og kan ikke hjælpe med at reducere friktionen yderligere. Derfor skal andre teorier udvikles.
Superlubricitet
den største ulempe ved den klassiske smøremetode for at reducere friktion og slid er afhængigheden af udviklingen af en tilstrækkelig tyk smøremiddelfilm til at adskille overfladerne fra direkte kontakt. Desværre bestemmes filmens tykkelse i vid udstrækning af smøremidlets viskositet. For at adskille to mikroskopisk ru overflader fra kontakt er der brug for en smøremiddelfilm, der er tykkere end ruhedsniveauet, så viskositeten skal være høj nok. Højere viskositet betyder højere friktionskraft udvikles af smøremidlet på overfladerne af faste stoffer og resulterer i højere energitab. Som det blev nævnt ovenfor, bringer dette den grundlæggende grænse for anvendelsen af den hydrodynamiske smøremetode.
Superlubricitet er et nyligt opfundet udtryk i tribologi, som generelt defineres som den tilstand, hvor friktionskoefficienten er lav. Definitionen af” lav ” er ikke helt klar, men det kan antages mindre end 0,01-0,001. På grund af definitionens generalitet kan mekanismerne i superlubriciteten være af forskellig art. På nanoskalaen kan den strukturelle superlubricitet forekomme, hvis krystalgitterene i de kontaktende organer er uforenelige. Dannelse af nano lejer kan også føre til superlubricity tilstand ved at ændre friktionen fra glidende til rullende. Ultra-lav friktion blev rapporteret i glycerol/vandblanding smurt stålpar på grund af dannelse af let delbart hydrogenbundet lag. Frastødende kræfter viste sig at være i stand til at føre til superlubricity tilstand mellem en guld AFM spids og Teflon substrat. Realiseringen af de nævnte superlubriske tilstande kræver typisk meget specielle forhold, såsom vakuum eller materialer, såsom grafen, diamantlignende kulstof osv. Derfor er oversættelse af superlubric-tilstanden til makroskala og almindeligt miljø en udfordring.