尽管科学探究的严谨性以及世界上最有才华的研究人员采用了有条理的方法，但有时候科学也会有惊喜。
美国能源部(DOE)阿贡国家实验室和阿克伦大学的一组研究人员发现，不一定为风力涡轮机设计的特殊形式的碳涂层确实可以为风能行业带来福音，就是这种情况。 - 最近在摩擦学国际期刊中突出强调的一个偶然的发现。
由于风力涡轮机传动系统固有的剧烈环境，致动器，轴承和齿轮等关键部件易于发生故障，这意味着涡轮机需要定期维护，这有助于提高风能的价格。延长这些部件的寿命可以大大降低风力发电的成本，风力发电是世界上增长最快的能源，从而使其成为更具吸引力的能源。
这些故障通常是由于称为微点蚀的现象，其中涡轮机的齿轮和轴承中的重复滚动和滑动循环导致传动系部件表面上的裂缝。进一步接触只会在裂缝开始时加剧裂缝，削减金属并增加现有裂缝的严重程度，直到需要进行昂贵的维护，或者更糟糕的是，动力传动系统失效。
进入Argonne的摩擦学和热力学部分及其表面和润滑相互作用，发现和工程(SLIDE)计划，该计划研究润滑剂和材料如何相互作用并开发新的润滑和涂层概念，以减少摩擦，从而减少微点蚀，延长整个部件的寿命。能源技术范围。
有时他们会有点幸运。当SLIDE研究人员将这种“类金刚石”(涂层中的一些碳 - 碳键合类似于钻石)涂在风力涡轮机部件上时就是这种情况，这不是预期的用途。
“我们觉得，如果它在其他滑动条件下工作，它也可能在风力涡轮机动力传动系统中起作用，”SLIDE的Argonne杰出研究员Ali Erdemir说。“最初，我们的预期很低，因为我们认为由于风力涡轮机固有的高应力，涂层会磨损，但这种情况并没有发生。”
到目前为止，名为N3FC的涂层已经通过超过1亿个测试周期证明了其价值，没有明显的微点蚀。Erdemir承认他们并不确切知道它能走多远，因为它超过了SLIDE台式微点测试台的时间限制。Erdemir表示，如果涂层在现实条件下表现相似，则可能意味着在全国风力涡轮机的维护和防止故障方面节省了大量成本 - 数百万美元。
但首先，他补充道，他们需要确切了解其工作原理。
“我们还不了解确切的机制，”埃尔德米尔说。“人们普遍认为，元件的磨损寿命延长需要更硬的涂层，因为更多的硬度可以减少磨损。但在这种情况下，涂层的硬度低于基础钢，因此传统的思想并不适用。”
该团队现在渴望与公司合作，并了解N3FC在该领域的表现。在此之前，他们将一直忙于尝试发现这一令人惊讶的科学发展背后的机制。“我们希望深入了解这一点并设计更好的涂料，”埃尔德米尔说。
该团队还在压缩机密封应用中测试涂层。作为低摩擦表面涂层，它在天然气和氢气环境中也可能是有益的。“它似乎在性能方面具有多种能力，”Erdemir说。
虽然大部分工作是在Argonne的摩擦学实验室完成的，但拉曼光谱学(使用单色光，通常来自激光)在美国能源部科学用户设施办公室纳米材料实验室进行。
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