Ermöglichung ultraniedriger Reibung in geschmierten Kontakten durch tribokatalytische Prinzipien

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Dienwiebel; Professor Dr. Michael Moseler
• Fachliche Zuordnung: Beschichtungs- und Oberflächentechnik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556195707

Das Hauptziel des Forschungsprojekts ist die Erforschung des Schmiermechanismus nachhaltiger Schmierstoffe im Zusammenhang mit flüssiger Supraschmierung. Die Arbeitshypothese ist, dass ein gemeinsamer Mechanismus für alle kohlenstoffhaltigen Schmierstoffe durch die unterschiedlichen funktionellen Gruppen in den Schmierstoffmolekülen gegeben ist. Das Verständnis dieses Mechanismus ist für die Optimierung der molekularen Struktur zukünftiger Schmierstoffmoleküle unerlässlich. Um diese Ziele zu erreichen, werden im Rahmen des Projekts Referenzverbindungen unter verschiedenen tribologischen Bedingungen getestet, um die Bedingungen zu ermitteln, die zur Superschmierfähigkeit führen. Die Studie umfasst eine detaillierte Untersuchung sowohl der Gegenkörper als auch der Schmierstofflösungen, um Abbauprodukte und Reibungseigenschaften zu analysieren. Die Experimente konzentrieren sich darauf, das Verhalten und die Reaktionen von funktionellen Gruppen wie OH, COOH und Doppelbindungen und deren Einfluss auf die Reibung zu verstehen. Das Projekt untersucht auch die Rolle von Doppelbindungen und deren Konfiguration (cis vs. trans) bei der Bildung von Tribolayern. Die experimentellen Untersuchungen werden. In dieser Hinsicht stellen atomistische Simulationen ein unschätzbares Werkzeug dar, um die Details der Tribofilmbildung und die Mechanismen hinter der Superschmierfähigkeit zu erhellen. Parametrische Studien, die verschiedene chemische und tribologische Bedingungen umfassen, werden sowohl mit quantenmechanischen Methoden als auch mit nicht-reaktivem MD durchgeführt, um die Experimente anzuleiten und das Verständnis der Experimente zu vertiefen. Darüber hinaus wird im Rahmen des Projekts zwischen mechanischem Verschleiß, der durch Abrieb oder Verformung entsteht, und chemischem Verschleiß unterschieden. Die Experimente untersuchen die Bildung von tribologischen Schichten im Laufe der Zeit, die durch mechanische Belastung und Temperatur beeinflusst wird. Ziel ist die Entwicklung von Additiven, die die Bildung von Triboschichten katalysieren können, um den Prozess zu beschleunigen. Schließlich wird im Rahmen des Projekts untersucht, ob die Zugabe von katalytisch aktiven Metallsalzen dieses Verhalten in verschiedenen Materialpaarungen ermöglichen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen