Eine Chamäleonbeschichtung ist eine Art Oberflächenschicht, die auf verschiedene Industriegüter aufgebracht wird und adaptive Eigenschaften hat. Normalerweise besteht es aus Materialien, die im Nanotechnologie-Maßstab in etwa der Größe einzelner Atome oder kleiner Moleküle hergestellt wurden. Die Beschichtungen sind so konzipiert, dass sie Eigenschaften wie die Fähigkeit aufweisen, die Oberflächenstruktur zu ändern oder dynamisch auf Feuchtigkeit, extreme Temperaturen oder Vakuumumgebungen zu reagieren, wie z. B. für wiederverwendbare Beschichtungen von Trägerraketen in der Raketentechnik. Häufig werden Verbundbeschichtungen verwendet, die aus mehreren Schichten unterschiedlicher Materialien in der Beschichtung bestehen, damit diese selbstschmierend sein kann und einen niedrigeren Schmelzpunkt als normal aufweist.
Die allerersten Arten von im Nanomaßstab entwickelten Verschleißschutzschichten basierten auf dem Element Wolfram, da es ein so weit verbreitetes Metall bei der Herstellung von hochbeanspruchten Metallteilen ist. Untersucht wurden Verbindungen wie WC, Wolfram verschmolzen mit diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC) und Wolframdisulfid, WS2. Metalle wie Wolfram und Yttrium sind oft Teil einer Chamäleonbeschichtung, weil ihre Schmierfähigkeit durch Trockenschmierstoffe in Form von aufgekohltem Kohlenstoff, Schwefel oder anderen Nanopartikeln gewährleistet wird, die mit ihnen günstig interagieren. Gold und Silber sind weitere häufig verwendete Metallelemente, da sie die Fähigkeit besitzen, einem hohen Temperaturgradienten standzuhalten, wo sie bei Einbettung in eine Matrixstruktur schmierende Eigenschaften aufweisen können. Graphitkohle ist in einigen Rezepturen auch als nützliche Gleitfläche in Gegenwart von Wasser oder hoher Luftfeuchtigkeit enthalten.
Ein Beispiel für eine Chamäleon-Beschichtung der zweiten Generation ab 2004 ist Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkonoxid (YSZ), eine Form von Keramik, die in eine gitterartige Goldstruktur eingebettet ist, die Nanopartikel aus Molybdändisulfid, MoS2, einkapselt und diamantähnlicher Kohlenstoff. Diese spezielle Chamäleon-Beschichtungszusammensetzung kann Gleitreibungszyklen von 10,000 Wiederholungen oder mehr ohne Verschlechterung und Temperaturen von bis zu 932 bis 1,112 ° Fahrenheit (500 bis 600 °C) standhalten. Dies hat das Interesse verschiedener Fertigungsunternehmen in der Luft- und Raumfahrtindustrie geweckt. Solche Chamäleonbeschichtungen sind so konstruiert, dass sie tribologische Eigenschaften aufweisen, wobei sich Tribologie auf die Fähigkeit der Beschichtung bezieht, Reibung und Verschleiß zu widerstehen und auch selbstschmierende Aspekte zu haben.
Der Schlüsselaspekt jeder Chamäleonbeschichtung ist, dass sie eine reversible Morphologie ihrer Zusammensetzung aufweist. Die Beschichtung muss in der Lage sein, ihre Reibung und ihren Verschleiß als Reaktion auf die Bedingungen zu ändern und dann ohne chemischen Abbau wieder in einen latenten Zustand überzugehen. Zu den Arenen, in denen dies wichtig ist, gehören der Bau von strukturellen und aerodynamischen Elementen für Hyperschallfahrzeuge, die in großen Höhen und Geschwindigkeiten extremen physischen Belastungen ausgesetzt sind.
Eine Chamäleon-Beschichtung ist so konstruiert, dass sie eine weitreichende Änderung der Materialeigenschaften von einem Billionstelmeter bis zu einem Zehntelmillimeter (0.0000000001 bis 0.0001 Meter) aufweist. Forschungen im März 2011 für die US-Armee haben eine Chamäleon-Beschichtung aus Nitridverbindungen, Silber und MoS2 hervorgebracht, die einen Weltrekord für Haltbarkeit aufgestellt hat. Das Material wurde über 300,000 Mal in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis zu 1,292° Celsius (700° Fahrenheit) durchlaufen, ohne dass sich die Materialeigenschaften merklich verschlechtern.