Un gruppo di ricerca dell'Istituto nazionale per la scienza dei materiali (NIMS) in Giappone ha sviluppato una tecnologia di rivestimento che utilizza materiale ecologico-a basso-ossido di zinco (ZnO). Quando applicato alle sfere dei cuscinetti, questo materiale mantiene le sue proprietà di basso-attrito, riducendo il coefficiente di attrito del cuscinetto di circa un-terzo.
Per affrontare il peggioramento dei problemi ambientali ed energetici globali è necessario ridurre l’attrito nei meccanismi di azionamento, come i motori. Poiché i componenti della trasmissione meccanica diventano estremamente caldi durante il funzionamento del motore, qualsiasi tecnologia di riduzione dell'attrito utilizzata in tali ambienti deve essere anche resistente al calore.
I ricercatori si sono concentrati sullo ZnO per le sue capacità di-riduzione dell'attrito e di resistenza al calore-, identificando il meccanismo sottostante di riduzione dell'attrito-su scala nanometrica. Sfruttando la nanotecnologia, hanno sviluppato una tecnica fondamentale per applicare rivestimenti ZnO a basso-attrito controllando l'orientamento dei cristalli del materiale. Applicando questo ai-cuscinetti commerciali ad alte prestazioni-in particolare rivestendo le sfere dei cuscinetti e controllando l'orientamento dei cristalli di ZnO attraverso la rotazione delle sfere all'interno della gabbia-il team è riuscito a ridurre il coefficiente di attrito di circa un-terzo.
I cuscinetti risultanti sono stati integrati in un piccolo motore a reazione, ottenendo una riduzione dell'1% nel consumo di carburante. Inoltre, i ricercatori hanno lavorato alla miniaturizzazione dei generatori da utilizzare in caso di emergenza in cui le scorte di carburante potrebbero scarseggiare. Hanno sviluppato con successo un piccolo generatore di motori a reazione dotato di cuscinetti rivestiti di ZnO-; con un peso di circa 40 kg-rendendolo trasportabile da due adulti-l'unità genera 8.000 W di potenza, sufficienti a soddisfare il fabbisogno elettrico di due famiglie.
Questo rivestimento in ZnO-a basso attrito è adatto non solo per i cuscinetti ma anche per qualsiasi componente di trasmissione meccanica che richieda efficienza energetica e riduzione dell'attrito. È sufficientemente versatile per l'uso in un'ampia gamma di condizioni, comprese temperature dal livello della stanza a temperature elevate, nonché in ambienti petroliferi, sotto vuoto e atmosferici.
