Kender du videnskaben, der får tingene til at glide?

Det er en lille, usynlig del af vores moderne samfund, men det gør en ufattelig stor forskel: smøring.

Overalt, hvor der er maskiner og bevægelige dele, er det en udfordring at få tingene til at glide så let, som muligt. Lige fra skuffen, der skal trækkes ud af skabet, til cyklen, der skal trædes i gang, og skrivebordsstolen, der ruller rundt på gulvet.

Og det at få ting til at glide lettere, har sin helt egen videnskab: Tribologi – læren om friktion og smøring.

Tribologi er på den ene side en meget ung videnskab, der først fik sit navn i 1966. Men samtidig er det også en af de ældste, tekniske udfordringer, mennesket har haft.

”I tidernes morgen har der jo helt sikkert været nogle urmennesker, der skulle slæbe noget hen ad jorden og har fundet på at lægge det på noget, som de kunne trække. Og på et tidspunkt har de formentlig forsøgt sig med noget dyrefedt, for at få det til at glide lettere.”

Sådan siger Casper Schousboe Andreasen, lektor ved DTU Construct og medvirkende i Akademikerbladets podcastserie ’10 videnskaber du aldrig har hørt om’, hvor vi tager tribologien under kærlig behandling.

Glat mod glat giver ikke altid glid

En af verdenshistoriens store spørgsmål er, hvordan de gamle egyptere var i stand til at bygge de enorme pyramider. Men på en gammel stentavle, har man fundet et slags svar – et tribologisk svar.

Her ser man en kæmpe statue, der bliver trukket på en slæde af 172 mænd. Og foran slæden står en mand og hælder noget væske på jorden, der skal få slæden til at glide nemmere. Hollandske fysikere har fundet ud af, at det har nedsat friktionsgraden – altså fået slæden til at glide lettere – med 50 procent, hvis de har hældt vand foran.

Men det er ikke altid nemt at gennemskue, hvorfor friktionen opstår.

Nogle materialer kan virke glatte, men er det så ikke nødvendigvis altid. Tag for eksempel glas. Umiddelbart er det jo blank og glat. Men lægger man to glasplader sammen, glider de to glatte plader ikke mod hinanden. Tværtimod – de er næsten ikke til at rokke.

Forklaringen er, at overfladerne er så identiske og passer så godt til hinanden, at de næsten klistrer sammen.

”To glasflader har samme atomarstruktur. Så når man lægger dem sammen, har de en tendens til at binde sig til hinanden, og det skaber høj friktion. Når man designer maskiner, lærer man, at man aldrig skal vælge ens materialer, hvis de skal glide mod hinanden. Så hvis man for eksempel har en akse at stål, vil man vælge et leje af et andet materiale,” siger Caster Schousboe Andreasen.

Det perfekte leje er ren luft

På DTU forsker han selv i, hvordan man kan få computerprogrammer til at udregne, hvordan man kan gøre lejer i eksempelvis skibsmotorer endnu bedre. For et godt leje er ikke bare et, hvor overfladen er spejlglat.

”Nogle gange kan det være smart at lave en geometri, hvor der ligesom er nogle små lunker i overfladen, hvor der kan ligge små depoter af smøremiddel og gemme sig.”

Når man snakker smøremiddel, tænker man naturligt på olie. Men Casper Schousboe Andreasen peger på noget, der giver endnu mindre friktion: luft.

”Et leje af luft giver den mindste friktion. Det kender vi for eksempel fra tandlægeboret, hvor man har designet et leje, der trækker luft ind som holder aksen stabilt på plads,” siger han.

Hør mere i afsnittet for eksempel om, hvordan en helt særlig sne ved vinter-OL i 2014 fik de norske storfavoritters ski til næsten at stå stille.