カメレオンコーティング

カメレオンコーティングは、ナノ複合トライボロジーコーティングとも呼ばれ、ナノテクノロジーを使用して環境変動に適応し、コーティングが施された対象物の生活環境をより適切なものにする適応型接着剤です。

カメレオンコーティングの目的は、どんな環境でも材料の最適な性能を提供することです。環境が突然変化すると、特定のナノコーティングが摩擦や磨耗による摩耗を避けるために、環境に適応するように化学的性質を変えるという考えです。カメレオンコーティングは、異なる環境で大気圧が変化する流体油圧の問題を解決すると考えられています。流体油圧の化学的性質は、異なる大気圧で変化します。これは、液体と気体がさまざまな圧力で膨張したり凝縮したりするためです。したがって、カメレオンコーティングの目標は、油などの流体から機械に同じ潤滑を提供しながら、変化する環境でコーティングや潤滑が劣化するという欠点を回避することです。^{[1] [2] [3]}

カメレオンコーティングの始まりは、最近のナノエンジニアリングの発展まで、必ずしもナノスケールではありませんでした。ナノフィルム（コーティング）が使用される前は、コーティングの有益な側面を提供するために使用されていたフィルムは、継続的な摩耗により、より簡単かつ迅速に分解していました。ナノ薄膜の使用は、フィルムの転位形成を制御するのに役立ち、摩耗によるせん断速度（フィルムが劣化する速度）を数倍も低減するのに役立ちました。「カメレオンコーティング」という用語は、カメレオンの実際のコーティングに類似して使用されました。カメレオンのコートは、捕食者を避けて生存の可能性を高めるための防御メカニズムとして環境に適応することができます。略してダイヤモンドライクカーボンの使用は、一般的に摩耗を抑制するために使用されるナノフィルムの1つです。温度変化に対抗するために使用できる可能性のあるナノフィルムは、純金属のAg（銀）とAu（金）です。銀と金は高温に耐えることができ、柔らかさを保つことができるため、コーティング特性に適しています。ナノエンジニアは、格子マトリックス（バスケット織りのデザインを使用したコーティングのテンプレート）を使用して、ダイヤモンドのような炭素と純粋な金属の特性を活用して、カメレオンコーティングをさらに多様な環境に適応させることができます。^[3]

カメレオンコーティングの最も一般的な用途は、高度の変化により環境が常に変化する航空宇宙技術です。地球上の空気は湿気が多く、宇宙などの他の環境と比較して温度はわずかにしか変化しません。摩擦と摩耗を減らすためのオイルの使用と潤滑は、地球上でのみ見られる周囲条件に適用されます。境界が大気から軌道に変わると、温度は-150°Cから約200°Cの範囲になります^[4]。これらの潤滑剤の多くは加速的に分解し、役に立たなくなります。宇宙衛星は、打ち上げ時の約100kPaから軌道上の10nPaまでの極端に低い圧力のために多くの液体潤滑剤が揮発する傾向があるため、液体潤滑が役に立たない状況にあります^[5] 。カメレオンコーティングの助けを借りて、衛星の平均寿命は15年から約30年の範囲です。^[2] カメレオンコーティングは、大気中、真空（宇宙）、再突入時（高温）での潤滑を必要とする極超音速および再使用型打ち上げロケットにもよく使用されます。一般的な多層コーティングでは、常温での摩擦を低減するために二硫化モリブデンまたはダイヤモンドライクカーボンが使用されます。真空サービスにはテフロン層が使用され、高温潤滑には 銀または金を含む層が使用されます。