Kameleontopinnoite on sellainen pintakerros, jota levitetään erilaisille valmistustavaroille ja jolla on mukautuvia ominaisuuksia. Yleensä se koostuu materiaaleista, jotka on suunniteltu nanoteknologian mittakaavassa yksittäisten atomien tai pienten molekyylien koon ympärille. Pinnoitteilla on ominaisuuksia, kuten kyky muuttaa pinnan rakennetta tai reagoida dynaamisesti kosteuteen, äärilämpötiloihin tai tyhjiöympäristöihin, kuten rakettien uudelleenkäytettäville kantorakettien pinnoitteille. Usein käytetään komposiittipinnoitteita, jotka koostuvat useista kerroksista eri materiaaleista pinnoitteessa, jotta se voi itsevoideltua ja sen sulamispiste on normaalia alhaisempi.
Aivan ensimmäiset nano-mittakaavassa suunnitellut kulumisenhallintapinnoitteet perustuivat volframielementtiin, koska se on niin laajalti käytetty metalli suurjännitysmetalliosien valmistuksessa. Tutkittiin yhdisteitä, kuten WC, volframi ja timanttimainen hiili (DLC), ja volframidisulfidi, WS2. Metallit, kuten volframi ja yttrium, ovat usein osa kameleonttipinnoitetta, koska niiden voiteluominaisuudet saadaan kuivista voiteluaineista, jotka ovat hiiltä, rikkiä tai muita nanohiukkasia, jotka ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa. Kulta ja hopea ovat muita usein käytettyjä metallielementtejä, koska niillä on kyky kestää korkeita lämpötilagradientteja, joissa niillä voi olla voiteluominaisuuksia, kun ne on upotettu matriisirakenteeseen. Grafiittinen hiili sisältyy myös joihinkin kaavoihin hyödyllisenä liukupintana veden tai korkean kosteuden läsnä ollessa.
Esimerkki toisen sukupolven kameleonttipäällysteestä vuodesta 2004 lähtien on yttria-stabiloitu zirkoniumoksidi (YSZ), keraaminen muoto, joka on upotettu kultaisen ristikkomaiseen rakenteeseen, joka kapseloi molybdeenidisulfidin, MoS2: n ja timantin kaltainen hiili. Tämä erityinen kameleonttipäällystekoostumus kestää liukuvaa kitkajaksoa, joka on 10,000 932 toistoa tai enemmän, heikentämättä ja lämpötiloja jopa 1,112 ° – 500 ° Fahrenheit (600 ° – XNUMX ° C). Tämä on herättänyt sen ilmailuteollisuuden erilaisten valmistuskysymysten eduksi. Tällaisilla kameleonttipäällysteillä on tribologisia ominaisuuksia, joissa tribologia viittaa pinnoitteen kykyyn vastustaa kitkaa, kulumista ja myös itsevoitelevia ominaisuuksia.
Kaikkien kameleonttipäällysteiden keskeinen piirre on, että sen koostumus on palautuva morfologia. Pinnoitteen on kyettävä muuttamaan kitkansa ja kulumisensa olosuhteiden mukaan ja sitten muuttumaan takaisin piilevään tilaan ilman kemiallista hajoamista. Arenat, joissa tämä on tärkeää, ovat rakenteellisten ja aerodynaamisten elementtien rakentaminen hypersonic -ajoneuvoille, jotka kärsivät äärimmäisestä fyysisestä rasituksesta suurilla korkeuksilla ja nopeuksilla.
Kameleontopinnoite on suunniteltu muuttamaan materiaaliominaisuuksia laajalti asteikosta 0.0000000001 biljoonaosa metristä millimetrin kymmenesosaan (0.0001-2011 metriä). Maaliskuussa 2 Yhdysvaltain armeijalle tehty tutkimus on tuottanut kameleonttipinnoitteen, joka koostuu nitridiyhdisteistä, hopeasta ja MoS300,000: sta, mikä on asettanut kestävyyden maailmanennätyksen. Materiaali kierrätettiin yli 1,292 700 kertaa lämpötila -alueella huoneenlämpötilasta XNUMX ° Fahrenheitiin (XNUMX ° C) ilman, että materiaalin ominaisuudet heikkenivät merkittävästi.