La superlubrificazione è un fenomeno materiale speciale in cui l’attrito tra due materiali scende vicino allo zero. Il vero attrito zero non è ammissibile termodinamicamente, ma la superlubrificazione si avvicina. Questo fenomeno di superlubrificazione si verifica quando due superfici hanno reticoli cristallini che sono in contatto incommensurabile, il che significa che la disposizione cristallina è tale che solo una piccola minoranza degli atomi sulla superficie viene a contatto con la superficie opposta, generando una quantità di attrito estremamente piccola.
Finora, la superlubricità è stata osservata in modo più evidente con la grafite, sebbene sia stata anche osservata brevemente tra fogli di mica o tra un ago di tungsteno e una superficie di silicio o grafite. La superlubricità è stata scoperta quando i fisici hanno studiato, ad altissima precisione, la forza di attrito tra le superfici cristalline. Quando c’è un “disallineamento del reticolo” tra due di queste superfici, l’attrito può scomparire quasi del tutto. Questo disadattamento reticolare si ottiene semplicemente giocando con l’orientamento degli strati di cristallo l’uno rispetto all’altro.
La superlubrificazione è interessante perché avviene in un ambiente secco – due facce di cristallo – piuttosto che nell’ambiente umido normalmente associato ai lubrificanti. In un lubrificante convenzionale, l’azione di sbattimento tra le molecole di lubrificante e le superfici adiacenti produce effettivamente un certo attrito, causando calore, perdita di energia e limiti di materiale. In superfici superlubrificanti progettate con precisione, questa perdita di energia marginale praticamente svanirebbe, rendendo possibili nuovi tipi di ingegneria. Sfortunatamente, per garantire il corretto orientamento e stabilità dei reticoli cristallini potrebbe essere necessaria l’ingegneria su scala nanometrica, qualcosa al di fuori della gamma di produzione odierna.
La superlubricità è stata coniata in relazione alle qualità di superconduttività e superfluidità, sebbene non abbia reali somiglianze con queste. La superlubricità e il suo studio sono un campo relativamente recente, allevato nel 1991 ma poco studiato nel frattempo. Nella superconduttività, l’elettricità scorre senza resistenza e nella superfludità un fluido scorre senza resistenza (attrito). Sebbene i superfluidi siano privi di attrito, simili ai superlubrificanti, il meccanismo fisico sottostante è fondamentalmente diverso.