1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎金獲得者查德•費曼（Richard Feynman）提出：“如果人類能夠在原子分子尺寸上來加工材料和制造裝置，我們將有許多激動人心的新發(fā)現(xiàn)�！边@是人類第一次明確提出探索納米世界的大膽設(shè)想。富勒稀C60，是由12個五邊形和20個六邊形組成的32面體，直徑僅0.71nm，它的成功，打開了合成納米材料的通道。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展與興起，納米技術(shù)也在潤滑油添加劑領(lǐng)域進(jìn)行了很多有益嘗試。一些具有遠(yuǎn)見卓識的科學(xué)家，紛紛投入研究，陶瓷金屬、金屬抗磨劑、調(diào)理劑等納米產(chǎn)品也先后出現(xiàn)。如利用納米級的石墨粉，石墨粉雖有減摩抗磨作用，它在潤滑油中的狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時間及溫度條件下會發(fā)生析出現(xiàn)象。另外一些納米金屬粒子還出現(xiàn)了“團(tuán)簇”有害現(xiàn)象。這說明潤滑油添加劑領(lǐng)域的納米材料獲得突破性成功還不多。但它們代表了開拓了納米材料在潤滑油領(lǐng)域的發(fā)展趨勢、新的理
一、 納米膜的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)潤滑膜
在納米潤滑機(jī)油里，由于其中的粒子小到納米尺度，粒子表面積急劇增加。如傳統(tǒng)油的粒子，最小的也有1μm，如果將其細(xì)化十分之一，即100nm，其數(shù)量可以增至1000個粒子，其表面積增加40倍；如細(xì)化到10nm，其粒子數(shù)就增加到1000000個，其表面積增加100倍。表面積急劇增加，處于表面界面空鍵缺位不穩(wěn)態(tài)分子的數(shù)量和比例也急速增加，這一方面就為形成納米球創(chuàng)造了條件；另一方面，如此大量的粒子滲浮在潤滑油里，就能深入到納米級的縫隙里，為磨擦表面提供更為有效的、全面的、可靠的保護(hù)，使磨擦表面不能直接接觸，這是大粒子辦不到的。我們用宏觀形象來比喻，磨擦面經(jīng)放大三萬倍以后，猶如山巒起伏，傳統(tǒng)潤滑油為長鏈分子結(jié)構(gòu)，其最小分子為1微米的分子，只能停留在山巒的頂峰，形成油膜，深入不到山巒的溝壑中，見附圖的第一排；當(dāng)粒子小到百納米級以后，很多納米粒子就能滲透到溝壑中去，見附圖的第二排（附圖的第三排為第二排放大三倍的圖樣）。納米粒子與溝壑表面接觸以后，一方面生成納米吸附膜；另一方面，在極壓狀態(tài)下，納米粒子與一些溝壑金屬作用生成納米反應(yīng)膜，這些膜的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)潤滑油的化學(xué)吸附膜、化學(xué)反應(yīng)膜，其神奇的功能，超出了我們傳統(tǒng)的想象。當(dāng)換上這種潤滑油以后，它的功率提高6%左右；行車有力，加速快捷，一般都能提高速度10%以上，猶如飛奔一樣；這些膜的厚度，屬于納米級的，顯然要比傳統(tǒng)膜微米級的薄得多，從而解決了發(fā)動機(jī)活塞在上下止點時、曲軸與連桿上下止點時的空間距離幾乎為零的邊界潤滑難題。這是傳統(tǒng)潤滑解決不了的，因而再也不會出現(xiàn)燒機(jī)油現(xiàn)象；更為不可想象的是，當(dāng)放盡機(jī)油后，僅依附殘留在各磨擦副上的納米吸附膜和納米反應(yīng)膜（當(dāng)然也有納米滾珠），就能繼續(xù)行駛數(shù)百公里或更多，發(fā)動機(jī)不會出現(xiàn)燒軸抱瓦的現(xiàn)象；傳統(tǒng)機(jī)油，無機(jī)油運行十公里，發(fā)動機(jī)就會燒軸抱瓦了。
二、 納米滾珠大大降低了磨擦阻力及損耗
在發(fā)動機(jī)正常工況下，納米滾珠潤滑機(jī)油能生產(chǎn)附著力極強(qiáng)、納米級的滾珠，粘附在磨擦付表面上，形成滾珠潤滑、可靠、持久；具有極高的自潤滑、養(yǎng)護(hù)作用，把通常的滑動潤滑改變?yōu)闈L珠潤滑，出現(xiàn)了早效、多效、長效、快效的非凡功效。
納米滾珠機(jī)油在磨擦學(xué)技術(shù)上開拓了嶄新的一頁，它的創(chuàng)新就是為生產(chǎn)活力滾珠，在技術(shù)上選用了特種材料，創(chuàng)造了其所需要的特定環(huán)境。當(dāng)特定的環(huán)境形成時，就能生成活力滾珠，由于其抗壓性能特別強(qiáng)，在各種強(qiáng)大的壓力下，只能改變活力滾珠的大小，不能改變滾珠的特性；這樣帶負(fù)電荷的活力滾珠就能和金屬表面正電荷的相互吸引，牢固地附著于金屬表面上，曲軸與連桿上下止點時，幾乎為零的空間距離，它也能承受強(qiáng)大壓力生存下來，粘附于磨擦表面上，使兩金屬表面無法接觸，機(jī)械磨擦類型由滑動磨擦變?yōu)闈L動磨擦，其結(jié)果就是磨擦損耗、磨擦能耗都大大減少。出現(xiàn)了“超小的磨擦阻力，超低摩擦系數(shù)，超小磨損量，超低的磨擦損耗”的奇特現(xiàn)象。理論上，滾珠潤滑的磨擦系數(shù)為零，但在工程實踐中，只能認(rèn)為超低磨擦系數(shù)，比傳統(tǒng)的降低幾十倍。從而使磨擦副的壽命成倍以至數(shù)倍的延長，發(fā)動機(jī)的壽命也相應(yīng)地得到延長，大修理期也相應(yīng)地延長；從而大大地減少和節(jié)約維修和大修理的費用。這是滾珠潤滑帶給人類最大的經(jīng)濟(jì)效益；它的這種優(yōu)異功能與傳統(tǒng)的潤滑油是截然不同的。
目前，國內(nèi)外的納米潤滑添加劑主要的有：石墨類、陶瓷類、有機(jī)化合物類、高分子類和金屬等類型納米添加劑。納米金屬添加劑，具有修復(fù)功能，同時也有自身的弱點，納米金屬粒子之間，也容易發(fā)生吸附作用，形成“團(tuán)簇”，發(fā)展為更大的晶粒，從而失去納米粒子的特有效應(yīng)了，此時不但不能抗磨減磨反而加劇磨損，甚至出現(xiàn)燒機(jī)油現(xiàn)象。
