czym jest Tribologia?
Tribologia jest nauką o tarciu, zużyciu i smarowaniu i jest naprawdę interdyscyplinarna. Bada interakcję ruchomych powierzchni i każdy aspekt związany z tarciem, zużyciem, smarowaniem, przyczepnością, trybochemią itp. Rozwiązania tribologiczne są stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, łożyskach, kosmosie, sporcie, żywności, zdrowiu i biomedyce, energii odnawialnej i innych licznych dziedzinach.
termin „tribologia” pochodzi od greckiego słowa „tribos” (τρίβοσ) oznaczającego „pocieranie” lub pocierać i został wynaleziony w 1964 roku, podczas gdy badania tarcia rozpoczęły się dobrze w przeszłości około 50 000 pne, kiedy ludzie zaczęli używać go do rozpalania ognia (patrz historia tribologii). Starożytne cywilizacje w Egipcie i Chinach stosowały Zasady smarowania do transportu ciężkich kamieni używanych w ich gigantycznych budynkach. Jednak pierwsze systematyczne badania tribologii przeprowadził Leonardo da Vinci-pierwszy tribolog świata w latach 1490-1500. Skupił się na wszystkich rodzajach tarcia i dokonał rozróżnienia między tarciem ślizgowym i tocznym.
znaczenie tribologii wzrasta ze względu na fakt, że straty tarcia i zużycia zużywają energię, która w przeciwnym razie mogłaby zostać zaoszczędzona. Profesor Jost oszacował, że minimalne inwestycje (przy stosunku 1 do 50 do wyniku) w badania i rozwój lepszych praktyk tribologicznych mogą zaoszczędzić od 1% do 1,4% produktu narodowego brutto . Oprócz efektów ekonomicznych, tribologia może być wykorzystana do zmniejszenia 
poprzez zwiększenie efektywności energetycznej, a tym samym pomoc w utrzymaniu naszej planety. Przemysł transportowy jest jednym z największych odbiorców energii, ale także źródło emisji, a jednocześnie potencjalnie w dużej mierze zoptymalizowany dzięki zastosowaniu najnowocześniejszych rozwiązań tribologicznych. Cząstki zużycia mogą być źródłem uszkodzeń mechanicznych w łożyskach, pęknięciach dysków, MEMS, ale są również szkodliwe dla zdrowia ludzkiego, jeśli przenikają z atmosfery do ludzkiego ciała. Wyniki badań tribologicznych mogą być zatem wykorzystane do rozwiązania ważnych problemów społeczeństwa.
Trybologia Zielona
termin trybologia Zielona stał się teraz częścią słownictwa. Trybologia zielona jest gałęzią tribologii, która odnosi się w szczególności do utrzymania równowagi ekologicznej wszelkich potencjalnych oddziaływań środowiskowych i biologicznych oddziaływań między różnymi powierzchniami, które mogą wystąpić między materiałami. Trybologia Zielona działa w celu zapewnienia, że tarcie i zużycie występujące między materiałami odbywa się w sposób przyjazny dla środowiska. Badacze z dziedziny zielonej tribologii przyglądają się również turbinom wiatrowym, panelom słonecznym i turbinie pływowej. Koncentrują się na tym, aby w przyszłości być bardziej przyjaznym dla środowiska i zrównoważonym.
trybologia Zielona ma trzy podstawowe zasady mające na celu zapewnienie ograniczonego wpływu na środowisko i zdrowie człowieka. Te trzy zasady to biomimetyka (naśladując modele, systemy i elementy natury w celu rozwiązania złożonych problemów ludzkich) i samosmarujące materiały i powierzchnie, biodegradowalne i przyjazne dla środowiska smary oraz odnawialne i/lub zrównoważone źródła energii.
w szczególności, Zielona trybologia zajmuje się minimalizowaniem tarcia, minimalizowaniem zużycia, zmniejszaniem i/lub eliminowaniem smarowania, tworzeniem naturalnego smarowania, utrzymywaniem zielonych zasad inżynierii i chemii oraz monitorowaniem systemów tribologicznych w czasie rzeczywistym.
trybologia ekologiczna to dość nowa koncepcja, jednak już teraz odgrywa ważną rolę w zapewnieniu, że wszystkie systemy przemysłowe są w stanie funkcjonować w sposób przyjazny dla środowiska. Ponadto badacze przyglądają się metodom integracji zielonej tribologii i rozwoju systemów, które są w pełni zrównoważone pod względem projektowania i produkcji energii.
smarowanie
do kontroli tarcia i zużycia stosuje się smary. Środki smarne oddzielają powierzchnie tarcia od bezpośredniego kontaktu, tworząc warstwę smarną. Folia chroni powierzchnie przed zużyciem, a środek smarny jest tak dobrany, aby kontrolować (głównie zmniejszać) tarcie. Smar może być w postaci ciekłej, gazowej ,stałej lub nawet ich kombinacji, jak w przypadku emulsji i smarów.
często smary są płynnymi olejami i wytwarzają bardzo cienką warstwę smaru, aby oddzielić powierzchnie tarcia. Ta warstwa jest dzielona łatwiej niż ciała stałe, a zatem tarcie i w wielu przypadkach zużycie są zmniejszone. Klasyczna (elasto-)hydrodynamiczna teoria smarowania może być skutecznie wykorzystana do przewidywania grubości folii, ale także tarcia generowanego przez smar i projektowania elementów mechanicznych. W przypadku większości typowych materiałów i warunków technicznych tarcie warstwy jest mniejsze niż tarcie między ciałami stałymi. Oprócz oddzielania powierzchni, płynne środki smarne również zmniejszają wzrost temperatury, czyszczą powierzchnie, eliminują zanieczyszczenia zużywające się i regenerują Folie ochronne. Należy jednak zauważyć, że klasyczna teoria smarowania redukcji tarcia osiągnęła swoją podstawową granicę (tarcie 0,01-0,04) i nie może pomóc w dalszym zmniejszeniu tarcia. Dlatego też należy opracować inne teorie.
Superlubność
główną wadą klasycznego podejścia do smarowania w celu zmniejszenia tarcia i zużycia jest poleganie na opracowaniu wystarczająco grubej warstwy smaru, aby oddzielić powierzchnie od bezpośredniego kontaktu. Niestety grubość folii w dużej mierze zależy od lepkości środka smarnego. Aby oddzielić dwie mikroskopijnie chropowate powierzchnie od kontaktu, potrzebna jest warstwa smaru grubsza niż poziom chropowatości, więc lepkość musi być wystarczająco wysoka. Wyższa lepkość oznacza, że smar wytwarza większą siłę tarcia na powierzchniach ciał stałych i powoduje większe straty energii. Jak wspomniano powyżej, stanowi to podstawową granicę stosowania podejścia do smarowania hydrodynamicznego.
Superlubryczność to niedawno wynaleziony termin w tribologii, który jest ogólnie definiowany jako stan, w którym współczynnik tarcia jest niski. Definicja ” low ” nie jest do końca jasna, ale można przyjąć, że jest mniejsza niż 0,01-0,001. Ze względu na ogólność definicji mechanizmy superlubryczności mogą mieć różny charakter. W skali nano może wystąpić nadsubryczność strukturalna, jeśli sieci krystaliczne ciał kontaktujących się są nieproporcjonalne. Tworzenie łożysk nano może również prowadzić do stanu superlubryczności poprzez zmianę tarcia ze ślizgowego na toczny. Stwierdzono bardzo niskie tarcie w parach stali smarowanych mieszaniną glicerolu i wody, ze względu na wytwarzanie łatwo dzielalnej warstwy wiązanej Wodorem. Wykazano, że siły odpychające Van der Waalsa mogą prowadzić do stanu superlubowości między złotą końcówką AFM a podłożem teflonowym. Realizacja wspomnianych Stanów superlubrycznych wymaga zazwyczaj bardzo szczególnych warunków, takich jak próżnia, lub materiałów, takich jak grafen, węgiel diamentopodobny itp. Dlatego tłumaczenie stanu superlubrycznego na środowisko makroskalowe i zwykłe jest wyzwaniem.