Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Schmierstoffe: Nahezu reibungslos

03.11.2008
Schmierstoffe sorgen in Lagern und Getrieben dafür, dass nicht allzu viel Energie durch Reibung verloren geht. Dennoch braucht man einige Prozent der Energie, um Reibungsverluste auszugleichen. Schmiermittel aus Flüssigkristallen könnten die Reibung auf nahezu null senken.

Passagiere geben ihre Koffer auf, die über Fließbänder automatisch weiter befördert werden, Personenförderbänder und Rolltreppen laufen stundenlang ohne Pause – an den Großflughäfen rattern tausende von Getrieben. Der Stromverbrauch ist enorm, er liegt im Bereich von mehreren Gigawattstunden pro Jahr. Ein wesentlicher Teil davon geht durch Reibung verloren.

Auch bei Windenergieanlagen und im Auto werden einige Prozent der Energie gleich wieder in die Reibung gesteckt – der Wirkungsgrad sinkt dementsprechend. Abhilfe schaffen könnten neuartige Schmierstoffe, die Reibungseffekte nahezu ausschalten. Einmal angeschubst, laufen Lager, und laufen und laufen.

Doch was unterscheidet das neue Schmiermittel von den Ölen, die bisher die Lager gefettet haben? »Bei diesem Schmierstoff handelt es sich um Flüssigkristalle, die man auch vom Flachbildschirm kennt«, erklärt Dr. Andreas Kailer, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM in Freiburg. »Im Gegensatz zu üblichen Flüssigkeiten sind die Moleküle in Flüssigkristallen ausgerichtet – man kann sie mit Streichhölzern vergleichen, deren Köpfe alle in die gleiche Richtung zeigen.«

Die Forscher am IWM untersuchen gemeinsam mit ihren Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam und der Mainzer Firma Nematel, welche Flüssigkristalle sich unter welchen Bedingungen am besten als Schmiermittel eignen. Dazu spannen sie einen Metallzylinder in eine Prüfmaschine, die diesen mit einer bestimmten Kraft auf die Unterlage drückt und hin und her bewegt. Bei welchem Schmiermittel braucht die Maschine am wenigsten Energie, um den Metallzylinder zu bewegen?

Während sich die Reibung bei herkömmlichem Öl kaum verändert, sinkt sie bei den Flüssigkristallen nach einiger Zeit auf nahezu null ab. Wie lange dies dauert, hängt vor allem vom Druck ab, mit dem der Zylinder bei seiner Bewegung auf die Unterlage gepresst wird. Vergleicht man dies mit einem Schlitten, entspräche dies dem Gewicht des Kindes, das auf ihm sitzt. »Für Kugellager eignen sich die Flüssigkristalle bisher nicht als Schmierstoff, hier ist der Kontaktdruck zu hoch – die Reibung sinkt hier nicht genügend ab.

»Für Gleitlager hingegen sind die Flüssigkristalle optimal«, sagt Kailer. Da Flüssigkristalle bislang vor allem für Bildschirme hergestellt werden, müssen sie hochrein sein – was sie sehr teuer macht. Die Forscher wollen die Herstellung nun vereinfachen, denn als Schmiermittel eignen sich auch weniger reine Stoffe. »Wir hoffen, in drei bis fünf Jahren einen Schmierstoff aus Flüssigkristallen auf den Markt bringen zu können«, sagt Kailer.

Dr. rer. nat. Andreas Kailer | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.iwm.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Quantenanomalien: Das Universum in einem Kristall
21.07.2017 | Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe

nachricht Projekt »ADIR«: Laser bergen wertvolle Werkstoffe
21.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten