Трение является сопротивлением: Действующие внутренние автомобильные двигатели, это удерживает экономию топлива и стирает части. Теперь, ученые пролили свет на то, как точно одна широко используемая группа добавок моторного масла предотвращает износ, результат, который мог привести к более рациональному дизайну новых смазок.
Для стали никакие лучшие противоизносные добавки моторного масла не были найдены, чем цинк dialkyldithiophosphates (ZDDPs). Сначала развитый в 1930-х для противостояния окислению эти составы эффективно препятствуют тому, чтобы механизмы скрежетания вынули укусы друг из друга.
Однако, исследователи попытались изменить к лучшему ZDDPs, потому что цинк, фосфор и сера в них ставят под угрозу каталитические нейтрализаторы автомобилей, заставляя их извергнуть больше загрязняющих веществ. Они также хотели бы развить добавки для защиты алюминия, который мог помочь построить более легкие двигатели. Но потому что это осталось тайной, как точно работа ZDDPs, исследование базируется главным образом взятое на пробу и ошибка.
Математик Мартин Мюзр и коллеги в университете Западного Онтарио в Канаде создали компьютерную модель того, что идет в наноразмерной внутренней части на бегущий двигатель. Их заключение: ZDDPs работают так хорошо, потому что они формируют эластичную сеть на стальных поверхностях.
Под давлением, отчеты бригады в Науке 11 марта, атомы цинка добавки изменяют свое «число координации» – число соседних атомов, которые они соединяют с – разрешение дополнительных молекул связаться экстенсивно и сформировать губчатое, каучуковидное защитное покрытие. Модель также предполагает, что материал сохраняет свои свойства даже после абатов давления. Покрытие является жестким, но еще более мягким, чем сталь, таким образом, это уступает подушке сильные удары – аналогичный тому, как шлем пены защищает череп человека, говорит Мюзр. Это более жестко, чем алюминий, тем не менее, объясняющий, почему добавка не защищает этот металл хорошо.
Модель, кажется, объясняет макроскопическое поведение моторного масла хорошо, говорит физик Жаклин Крим из Университета штата Северная Каролина в Роли – и это является соответствующим собственным экспериментам Крима о том, как тонкие пленки влияют на трение на металлических поверхностях.Похожие статьи
Особенность Мира физики на тренииУниверситет Шеффилдских запасов на tribeology (исследование трения)