mi a tribológia?
a tribológia a súrlódás, a kopás és a kenés tudománya, és valóban interdiszciplináris. Tanulmányozza a mozgó felületek kölcsönhatását, valamint a súrlódással, kopással, kenéssel, tapadással, tribokémiával stb. A tribológiai megoldásokat az autóiparban, a csapágyakban, az űrben, a sportban, az élelmiszeriparban, az egészségügyben és az orvosbiológiai, a megújuló energiákban és más területeken alkalmazzák.
a “tribológia” kifejezés a görög “tribos” szóból származik, ami “dörzsölést” vagy dörzsölést jelent, és 1964-ben találták ki, míg a súrlódás feltárása jól kezdődött a múltban, valamikor Kr.e. 50 000 körül, amikor az emberek tüzet kezdtek használni (lásd a tribológia története). Az ókori civilizációk Egyiptomban és Kínában kenési elveket alkalmaztak a gigantikus épületeikben használt nehéz kövek szállítására. A tribológia első szisztematikus tanulmányait azonban Leonardo da Vinci végezte – a világ első tribológusa 1490-1500-ban. Mindenféle súrlódásra összpontosított, és különbséget tett a csúszó és a gördülő súrlódás között.
a tribológia jelentősége növekszik, mivel a súrlódási és kopási veszteségek energiát fogyasztanak, ami egyébként megtakarítható. Jost professzor becslése szerint a jobb tribológiai gyakorlatok kutatásába és fejlesztésébe történő minimális befektetés (az eredményhez viszonyítva 1-50) a bruttó nemzeti termék 1-1, 4% – át takaríthatja meg . A gazdasági hatások mellett a tribológia felhasználható a 
kibocsátások csökkentésére az energiahatékonyság növelésével, ezáltal segítve bolygónk fenntartását. A közlekedési ipar az egyik legnagyobb energiafogyasztó, de kibocsátási forrás is, miközben potenciálisan nagymértékben optimalizálható a legmodernebb tribológiai megoldások alkalmazásával. A kopás részecskék forrása lehet a csapágyak mechanikai károsodásának, a lemeztöréseknek, a MEMS-nek, de károsak az emberi egészségre is, ha behatolnak a légkörből az emberi testbe. A tribológiai kutatások eredményei tehát felhasználhatók a társadalom fontos problémáinak megoldására.
Zöld tribológia
a kifejezés zöld tribológia részévé vált a szókincs most. A zöld tribológia a tribológia egyik ága, amely kifejezetten az anyagok között előforduló különböző felületek közötti kölcsönhatások lehetséges környezeti és biológiai hatásainak ökológiai egyensúlyának fenntartására vonatkozik. A Green tribology arra törekszik, hogy az anyagok közötti súrlódás és kopás környezetbarát módon történjen. A zöld tribológia területén a kutatók szélerőmű-turbinákat, napelemeket és árapály-turbinákat is vizsgálnak. Arra összpontosítanak, hogy a jövőben környezetbarátabbak és fenntarthatóbbak legyenek.
a zöld tribológiának három alapelve van, amelyek célja a környezetre és az emberi egészségre gyakorolt korlátozott hatás biztosítása. Ez a három alapelv a biomimetika (a természet modelljeinek, rendszereinek és elemeinek utánzása az összetett emberi problémák megoldása érdekében), az önkenő anyagok és felületek, a biológiailag lebomló és környezetbarát kenések, valamint a megújuló és/vagy fenntartható energiaforrások.
pontosabban, a green tribology a súrlódás minimalizálását, a kopás minimalizálását, a kenés csökkentését és/vagy megszüntetését, a természetes kenést, a zöld mérnöki és kémiai elvek fenntartását és a tribológiai rendszerek valós idejű ellenőrzését vizsgálja.
a zöld tribológia meglehetősen új fogalom, azonban már fontos szerepet játszik annak biztosításában, hogy minden ipari rendszer környezetbarát módon működjön. Ezenkívül a kutatók olyan módszereket keresnek a zöld tribológia integrálására és olyan rendszerek fejlesztésére, amelyek teljesen fenntarthatók a mérnöki tervezés és az energiatermelés szempontjából.
kenés
a súrlódás és a kopás ellenőrzésére kenőanyagokat használnak. A kenőanyagok kenőfólia létrehozásával különítik el a dörzsölő felületeket a közvetlen érintkezéstől. A film védi a felületeket a kopástól, és a kenőanyagot úgy választják meg, hogy szabályozza (többnyire csökkenti) a súrlódást. A kenőanyag lehet folyékony, gáznemű, szilárd formában, vagy akár ezek kombinációja, mint emulziók és zsírok esetén .
a kenőanyagok gyakran folyékony olajok, és nagyon vékony kenőanyagot képeznek a dörzsölő felületek elválasztására. Ez a réteg könnyebben megosztható, mint a szilárd anyagok, ezért a súrlódás és sok esetben a kopás csökken. A klasszikus (elaszto-)hidrodinamikai kenési elmélet hatékonyan használható a film vastagságának előrejelzésére, de a kenőanyag által generált súrlódásra és a mechanikai alkatrészek tervezésére is. A leggyakoribb mérnöki anyagok és feltételek esetén a réteg súrlódása kisebb, mint a szilárd anyagok közötti súrlódás. A felületek szétválasztása mellett a folyékony kenőanyagok csökkentik a hőmérséklet emelkedését, tisztítják a felületeket, eltávolítják a kopási törmeléket és regenerálják a védőfóliákat. Meg kell azonban jegyezni, hogy a súrlódás csökkentésének klasszikus kenési elmélete elérte alapvető határát (0,01-0,04 súrlódás), és nem segíthet a súrlódás további csökkentésében. Ezért más elméleteket kell kidolgozni.
Szuperlubricity
a klasszikus kenési megközelítés legnagyobb hátránya a súrlódás és a kopás csökkentése érdekében a kellően vastag kenőanyag-fólia kifejlesztése, amely elválasztja a felületeket a közvetlen érintkezéstől. Sajnos a film vastagságát nagymértékben meghatározza a kenőanyag viszkozitása. Két mikroszkopikusan durva felület érintkezéstől való elválasztásához az érdesség szintjénél vastagabb kenőanyagfóliára van szükség, ezért a viszkozitásnak elég magasnak kell lennie. A nagyobb viszkozitás azt jelenti, hogy a kenőanyag nagyobb súrlódási erőt fejt ki a szilárd anyagok felületén, ami nagyobb energiaveszteséget eredményez. Mint fentebb említettük, ez hozza a hidrodinamikai kenési megközelítés alkalmazásának alapvető korlátját.
a Szuperlubricity egy nemrégiben feltalált kifejezés a tribológiában, amelyet általában olyan állapotként határoznak meg, amelynél a súrlódási együttható alacsony. Az “alacsony” meghatározása nem teljesen világos, de feltételezhető, hogy kevesebb, mint 0,01-0,001. A meghatározás általánossága miatt a szuperlubricitás mechanizmusai különböző természetűek lehetnek. A nano skálán a szerkezeti szuperlubicitás akkor fordulhat elő, ha az érintkező testek kristályrácsai aránytalanok. A nano csapágyak kialakulása a szuperkenő állapothoz is vezethet, ha a súrlódást csúszásról gördülésre változtatja. Rendkívül alacsony súrlódásról számoltak be glicerin / víz keverékkel kenhető acélpárokban, könnyen megosztható hidrogénkötésű réteg képződése miatt. Kimutatták, hogy van der Waals visszataszító erői képesek szuperlubricitási állapotot eredményezni az arany AFM csúcs és a Teflon szubsztrát között. Az említett szuperlubrikus állapotok megvalósítása általában nagyon különleges feltételeket igényel, például vákuumot vagy anyagokat, például grafént, gyémántszerű szenet stb. Ezért a szuperlubric állapot makroszkopikus és közönséges környezetbe történő fordítása kihívást jelent.