Majdnem súrlódásmentes szénbevonat

Az Argonne Nemzeti Laboratórium (ANL) kutatói 1997-ben jelentették be, hogy sikerült olyan szénbevonatot létrehozni, amelynek súrlódási együtthatója az eddig mért legkisebb érték, vagyis gyakorlatilag súrlódásmentes (NFC).

Az anyag nemcsak síkos, hanem rendkívül kopásálló is. Zafíralapra felvitt bevonatot egy szokásos kopásmérő műszerbe helyezve a bevonat túlélte, hogy egy acélgolyó 17,5 milliószor végigkarcolt rajta. 32 órányi működés után a kopásmérő elromlott, azonban a bevonat fényes felületén alig látszott nyom.

Az első bejelentés nagy izgalmat keltett a mérnökök között, akik az új bevonatot a legváltozatosabb célokra szerették volna felhasználni. Az NFC-bevonatot plazmakamrában készítik. A bevonandó tárgyakat állványra erősítik, a lezárt kamrából a levegőt kiszivattyúzzák, majd szénhidrogén-gázokkal töltik meg, pl. metángázzal. A kamrában nagyfeszültségű plazmakisülést létrehozva a metánmolekulák felbomlanak, és létrejön a kívánt szénbevonat a behelyezett tárgyak felületén.

A közönséges szénrétegek szénatomjai képesek egymáshoz kapcsolódni, ezért közönséges szénbevonatok egymáson nem csúsznak. Az NFC-rétegben a szénatomok szintén vízszintes síkokban helyezkednek el, azonban a kamrában lévő hidrogénben gazdag gázkeverék hidrogénatomjait a felület szénatomjai megkötik, a hidrogén elektronja beolvad a szénatom töltésfelhőjébe, és kifelé a hidrogénatom pozitív töltést mutat. Ez magyarázza a súrlódásmentességet, különösen két NFC-bevonat között, mivel közöttük Coulomb-taszítás lép fel. Mivel a szénhidrogénkötés igen erős, ebből ered a kivételes kopásállóság.