The science of friction -- and its surprising impact on our lives | Jennifer Vail

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Fordító: Reka Lorinczy Lektor: Péter Pallós

I have to admit that it's a lot of fun

Elismerem, hogy nagyon szórakoztató,

when people ask me what I do for my job,

mikor megkérdezik, mivel foglalkozom,

because I tell them I literally rub things together.

mert azt mondom, hogy szó szerint tárgyakat dörzsölök össze.

This sounds ridiculous,

Nevetségesnek hangzik

just rubbing things together.

csak úgy összedörzsölgetni dolgokat.

But it has a technical name:

Ezt műszakilag

tribology.

tribológiának nevezik.

T-r-i-b-o-l-o-g-y,

T-r-i-b-o-l-ó-g-i-a

from the ancient Greek word "tribos,"

az ógörög tribos szóból ered,

which means "to rub."

melynek jelentése: dörzsölni.

It's a funny-sounding word you've probably never heard before,

Fura hangzású szó, eddig valószínűleg nem hallották.

but I promise you,

de megígérem,

discovering it changes your experience with the physical world.

ha megismerik, módosul felfogásuk a fizikai világról.

Tribology has given me amazing projects.

A tribológiával elképesztő projektekben vettem részt.

I've worked on materials that fly, and I've worked on dog food --

Dolgoztam repülő tárgyon, és foglalkoztam kutyatáppal,

a combination that doesn't sound like one person has any business doing

ez nem úgy hangzik,

mint amihez akármilyen közünk lehetett volna még pár éve,

in the span of just a couple years,

until you start to view the world through a tribological lens.

míg a tribológia szemszögéből nem kezdtük a világot vizsgálni.

And I think you'll be surprised

Meglepődnek,

at how significant a little bit of tribology can be

milyen fontos lehet csipetnyi tribológia

in alleviating some very large problems.

fogas kérdések megoldásában.

Tribology is the study of friction, wear and lubrication.

A tribológia a súrlódás, kopás és kenés tudománya.

You have all experienced all three of these things.

Mindenki tapasztalta mindhármat.

Remember the last time you tried to move a heavy object across the floor,

Emlékezzenek, amikor nehéz tárgyat próbáltak elmozdítani a padlón,

and you could just feel something resisting you?

és érezték az ellenállást?

That would be friction.

Az a súrlódás volt.

Friction is the force that opposes motion.

A súrlódás ellenszegül a mozgásnak.

Wear is the loss or transfer of material.

A kopás a mozgási anyagveszteség.

It's the reason you have to replace your favorite shoes,

Ezért kell lecseréljük kedvenc cipőnket,

because eventually the soles disappear.

mert végül a talpa elvásik.

Lubricants are used to reduce friction and wear.

A kenés csökkenti a súrlódást és a kopást.

They loosen up those stubborn rusted bolts that just otherwise will not budge.

Fellazítja a makacs rozsdás csavarokat, melyek másképp nem mozdulnak.

But tribology is also defined as the science of interacting surfaces

De a tribológia másik meghatározása

a relatív mozgásban levő felületek kölcsönhatásának tudománya.

in relative motion.

So, interacting surfaces in relative motion:

Relatív mozgásban levő felületek kölcsönhatása:

there are a lot of those in the world.

rengeteg ilyen van szerte a világban.

As you're sitting there right now, are you wiggling your foot at all

Pl. ahogy széken ülve a lábuk izeg-mozog,

or maybe shifting around in your seat?

vagy elfordulnak az ülésen.

Because guess what? Tribology is happening.

Kitalálják, mi ez? Tribológia.

Even the smallest shift in your seat

Még legkisebb elmozdulásuk is az ülésen

involves two surfaces moving relative to each other.

a két felület viszonylagos mozgását jelenti.

And your tribological interaction for the shift

Az önök tribológiai mozgási kölcsönhatása

will be different than the person next to you.

különbözik az önök mellett ülőétől.

This is because the clothes you're wearing

Ezt az önök ruhája és az ülés közti súrlódás szabja meg.

change the friction between you and the seat.

If you're wearing silk, it's a little easier to squirm around in the seat

Ha selymet viselnek, akkor kissé könnyebben fészkelődnek,

mintha gyapjúban lennének.

than if you're wearing wool.

Azért, mert a selyem súrlódása kisebb.

That's because the friction is lower for silk.

If you're moving your ankle or wiggling your ankle at all,

Ha mozgatják a bokájukat vagy forgatják mindenfele

did it make a popping sound?

akkor roppan?

You've had that, right?

Ismerős, nem?

You get up, you move around, and some joint cracks or pops.

Mikor felállnak, és forgolódnak, akkor ropognak az ízületeik.

Thank you for that sound, tribology.

A hangért köszönet a tribológiának.

That sound can come from the fluid that lubricates your joints

Az ízületi folyadék hangja,

mely mozgáskor keni az ízületeket.

just moving around.

You're essentially releasing gas bubbles in that fluid.

Valójában gázbuborékok keletkeznek a folyadékban.

That sound can also come from the tendons simply moving over each other.

A hangot kiadhatják az egymáson elmozduló inak is.

Pretty common in the ankle,

Általában a bokában,

so any of my fellow foot-wigglers out there

bármelyik lábforgató haver érdeklődését felkeltheti hirtelen

may suddenly find themselves curious about the tribology of tendons.

az inak tribológiája.

But how does one become a tribologist like me?

De hogyan lesz valaki tribológus, mint én?

It starts when you're a kid, of course.

Még gyerekkorban kezdődik, persze.

I was a ballerina growing up.

Balettoztam,

I reached the level where I was dancing on my toes,

elsajátítottam a spiccen táncolást,

or "en pointe."

vagy „en pointe”-ot.

Now, when you're dancing en pointe, you're wearing those amazing shoes,

Ehhez a tánchoz különleges topánkát kell viselni,

but they can be slippery on the stage.

de ez csúszhat a színpadon.

The last thing you want to do when you're trying to dance on your toes

Nem kívánatos dolog a spiccen tipegésnél

elcsúszni és elesni.

is to slip and fall.

So we had boxes of stuff called rosin.

Egész doboz gyantánk volt erre.

We would step into the rosin, put a light coating on our shoes.

Beleléptünk a gyantába leheletnyi bevonatot képezve a cipőn.

Rosin comes from tree sap

A gyanta fanedvből származik,

and, in its powdered form, makes things less slippery.

és por formájában csökkenti a felületek síkosságát.

You learned real fast as a dancer

Táncosként gyorsan megtanultam,

how much was the right amount to put on your shoes,

hogy lehet a megfelelő mennyiséget felvinni a cipőre,

because if you didn't put enough on, you were probably going to slip

mert a túl kevés esetén elcsúszhatunk

a cipő és a színpad közti alacsony súrlódás miatt.

due to the low friction between your shoe and the stage.

Best case scenario,

A legjobb esetben

you're the clumsy ballerina on stage,

csak ügyetlen balerinák vagyunk a színpadon,

but the worst case scenario would be an injury.

de rosszabb esetben megsérülhetünk.

Already, I was optimizing and manipulating friction.

Már akkor optimalizáltam és befolyásoltam a súrlódást.

You see, I was destined to be a tribologist.

Látszik, hogy ez a sorsom, hogy tribológus legyek.

(Laughter)

(Nevetés)

But you were also a junior tribologist.

Mindannyian voltak ifjú tribológusok.

When you used crayons or colored pencils,

Mikor ceruzát használtak vagy színeztek,

you knew that the harder you pressed, the darker the color.

minél erősebben nyomták, annál sötétebb volt a színe.

You also knew this meant you were going to have to sharpen

Tudták azt is, hogy többször kell meghegyezzék

that crayon or colored pencil more frequently,

a ceruzát és a színeseket,

mert így gyorsabban koptak.

because it was wearing down faster.

Now let's talk about those enticing shiny waxed floors

Most térjünk vissza azokhoz a csábító viaszos padlókhoz,

that you just had to slide across.

melyeken át csúszkáltunk.

You knew if you put on a pair of socks,

Ha zoknit húzunk,

you were going to get a really good slide across that floor.

akkor élmény a csúszkálás.

Sok szerencsét a mezítláb próbálkozáshoz!

Good luck trying to do that barefoot.

Master manipulators of friction.

A súrlódás bajnokai.

All kids are tribologists.

Minden gyerek tribológus.

What about us as adults?

Mi a helyzet a felnőttekkel?

At some point today, you brushed your teeth.

Ma valamikor fogat mostak.

I hope.

Remélem.

(Laughter)

(Nevetés)

This is tribology in action.

Ez az alkalmazott tribológia.

The toothpaste and toothbrush are working to remove or wear

A fogkrém és a fogkefe dolga eltávolítani

vagy lekoptatni a fogkövet a fogakról.

the plaque from your teeth.

For the record, my dad is a dentist.

Csak tisztázzuk: édesapám fogorvos.

Never thought my career was going to circle back to the family business.

Sosem gondoltam, hogy karrierem visszatér a családi vállalkozáshoz.

But one day, we found ourselves speaking the same language

De egyszer csak ugyanazt a nyelvet beszéltük,

mikor fogkő-eltávolító teszt kidolgozásával bíztak meg.

when I was tasked with developing a test to investigate plaque removal.

Sounded simple enough,

Egyszerűnek tűnt,

until I started to look at it as a tribologist,

míg nem tribológiai szempontok szerint vizsgáltam,

and then it became incredibly complex.

mert akkor hihetetlenül összetetté vált.

You have hard materials -- those would be your teeth --

Vannak kemény anyagok – ezek a fogaink –,

soft materials like your gums, the toothpaste, the toothbrush.

és puha anyagok, mint az ínyünk, a fogkrém és a fogkefe.

There's lubrication -- the form of saliva and water --

Kenőanyag a nyál és a víz,

the dynamics of the person doing the brushing and more.

a fogmosó személy mozdulatai és más tényezők.

I promise if we put diamonds in your toothpaste,

Megígérem, hogy ha gyémánt lesz a fogkrémükben,

you're going to remove that plaque.

akkor az eltávolítja a fogkövet.

Probably going to remove your teeth as well.

De megeshet, hogy a fogukkal együtt.

So there's a fine balance to be had between wearing the plaque away

Meg kell találni az egyensúlyt, hogy a fogkő el legyen távolítva,

and not damaging your teeth and gums.

de ne károsodjon a fog és a fogíny.

We're brushing our teeth because we ate.

Étkezés után fogat szoktunk mosni.

Eating is another routine thing we all do.

Az étkezés is szokványos tevékenységünk.

Seems simple enough.

Egyszerűnek tűnik.

But it's another field of tribology,

De ez másik tribológiai terület,

and it's not so simple.

és egyáltalán nem egyszerű.

You have the food, which will break and wear while you're eating,

Vannak élelmiszerek, melyek törnek és kopnak rágás közben,

miközben kölcsönhatásba kerülnek a fogainkkal és nyelvünkkel,

and that food is interacting with your teeth, your tongue,

your saliva, your throat.

a nyálunkkal, torkunkkal.

And all of those interactions are going to influence your experience of eating.

Ezek együttesen határozzák meg az étkezés élményét.

I think you can all recall a moment where you tried something new

Mindenkivel megtörtént,

hogy újdonságot próbált ki, és azt érezte:

and you just found yourself going,

"Well, it tastes alright.

„Az íze rendben van.

I really don't like that texture."

De nem tetszik az állaga.”

Tribologists are looking at lubricity, the coefficient of friction,

A tribológusok határozzák meg a kenést, a súrlódási együtthatót,

as ways to connect mouth feel and texture to what you're experiencing,

valamint a szájban kialakuló érzetet és állagot.

so that if we're changing the formulations of what we're eating and drinking

Tehát ha megváltoztatjuk az étel vagy ital összetételét,

hogy kisebb legyen a cukor- vagy zsírtartalom,

so the sugar content or fat content are different,

how does that change mouth feel?

akkor hogyan változik az állag élménye?

How do we quantify that?

Hogyan mérhető ez?

This is what tribologists are looking to solve.

A tribológusok ennek megoldásán dolgoznak.

And while my colleagues were in one corner of this lab

Míg kollégáim a labor egyik sarkában a joghurt zsírtartalmát tanulmányozták,

looking at the fat content of yogurt,

I was in another corner

én a másik sarkában a kutyatáppal foglalkoztam.

studying dog food.

That lab smelled really good, by the way, let me tell you.

A laborban fenséges illatok terjengtek.

We all brush our teeth on a regular basis.

Rendszeresen mossuk a fogunkat.

How many of us brush our pets' teeth?

Hányan mossák a házikedvenceik fogát?

Animals as adults commonly get periodontal disease,

Az idősebb állatoknak is elromlanak a fogai.

so we really should be brushing their teeth,

Tehát kellene mosni a fogukat.

Egyre többen meg is teszik.

and more pet owners are starting to do this.

A barátnőm nagyszerűen mossa macskája fogát.

I know my best friend is really great at brushing her cat's teeth, somehow.

Good luck trying to do that with my cat.

Sok szerencsét az önök próbálkozásához a macskámmal!

So what pet food suppliers are trying to do

Az állateledel-gyártók megpróbálják

belekeverni a fogkő-eltávolítót a jutalomfalatokba.

is incorporate plaque removal in things like treats.

If you have a dog,

Ha van kutyájuk,

you may have observed that you give a dog a treat,

akkor megfigyelhették,

hogy a jutalomfalatot varázslatosan, egyetlen harapással nyelik le.

and it magically seems to disappear after just one bite.

So the added challenge here is:

Itt azt kell megoldani:

How do you remove plaque when you have one bite?

hogyan szedjük le a fogkövet az első harapáskor?

I developed a benchtop test to study this problem,

Erre próbapadot alakítottam ki,

and to do so, I had to mimic the oral system of dogs:

ehhez ki kellett alakítsam a kutyák szájüregét,

their teeth, plaque, saliva.

a fogaikkal, fogkővel, nyállal.

And I used friction and wear measurements

Mértem a súrlódást és a kopást, hogy lássam,

to study the effectiveness of that treat on removing plaque.

mennyire hatékony a jutalomfalat a fogkő eltávolításában.

If you're sitting there right now thinking about the last time

Üdvözlöm mindazokat, akik most elgondolkoztak,

you didn't brush your dog's teeth, you're very welcome.

hogy mikor mosták meg legutóbb kutyájuk fogát.

But what's the big deal with tribology?

Szóval, mi a nagyszerű a tribológiában?

Let me give you one more example.

Mondok még egy példát.

No matter where you are right now, you got to this location somehow.

Mindegy hol vannak, de valahogy ideértek.

Maybe you walked or rode your bike,

Gyalog vagy biciklivel,

but for most people in this room, you probably came in a car.

de legtöbben autóval érkeztek.

Just think about all the tribological systems in a car.

Gondolják végig az autóban lévő összes tribológiai rendszert!

You have your personal interactions with the car,

Kölcsönhatásban vannak az autóval,

the car's interactions with the road

az autó kölcsönhatásban van az úttal,

and everything under the hood and in the drivetrain.

és mindennel, ami a motorháztető alatt és a motorban van.

Some routine maintenance is directly connected to tribology.

A szokásos karbantartás is közvetlen kapcsolódik a tribológiához.

You know how many miles your tires are recommended for using

Tudják, mekkora távolság megtétele után érdemes gumit cserélni.

before you replace them.

You regularly check the treads on those tires.

Rendszeresen ellenőrzik a gumik profilmélységét.

You're actively monitoring the wear of your tires.

Buzgón ellenőrzik a gumik kopását.

Tribology is the study of wear and friction,

A tribológia tanulmányozza a kopást és a súrlódást,

and with tires, friction can be the difference between a safe arrival

a gumik befolyásolják a biztonságos érkezést

and a car accident.

és a baleset-megelőzést.

This is because the friction between your tires and the road

Mert a gumi és az út súrlódása befolyásolja

will influence your acceleration, your deceleration

a gyorsítást, a lassítást

and your stopping distance.

és a féktávot.

As a driver, you instinctively already know how important friction is,

Sofőrként ösztönösen érezzük a súrlódás fontosságát,

mert ismerjük, mennyivel veszélyesebb

because you know that when the roads are wet,

they're more dangerous because they're slippery.

nedvesség miatt csúszós úton vezetni.

This is because the water is reducing the friction

A víz csökkenti a kerekek és az út közötti súrlódást.

between your tires and the road.

You may recall that friction is the force that opposes motion,

Emlékeznek, hogy a súrlódás a mozgással ellentétes irányba ható erő.

so water reducing that force means it's now easier for you to move,

Ezért, ha víz csökkenti a súrlódást, akkor könnyebben haladnak,

hence it's more slippery when the roads are wet.

következésképp a nedves út jobban csúszik.

Something else to consider

Figyelembe kell venni azt is,

is that overcoming friction takes energy,

hogy a súrlódás legyőzése energiát igényel,

so you're losing energy to friction.

tehát a súrlódás energiaveszteséggel jár.

This is one way your tires can influence your fuel efficiency.

Ez az összefüggés a gumik minősége és a fogyasztás között.

And, in fact, did you know that about one-third of the fuel

Tudják-e,

hogy a belsőégésű motoros autók az üzemanyag kb. 1/3-át

that you put into your internal combustion engine vehicle

will be spent overcoming friction?

a súrlódás legyőzésére használják?

One-third.

Egyharmadát!

Tribology research has helped us reduce friction

A tribológiai kutatásokkal sikerült csökkenteni a súrlódást,

and therefore increase fuel efficiency and reduce emissions.

és ezzel a fogyasztást és a káros kibocsájtást is.

Holmberg and Erdemir have actually done some great studies

Holmberg és Erdemir nagyszerű tanulmányokat készítettek

showing the impact tribology research can have

a tribológiai kutatásokkal elért energiamegtakarításokról.

on reducing our energy consumption.

And they found that, looking over the span of 20 years,

Kiderítették,

hogy az utóbbi 20 évben sikerült

we had the opportunity to reduce

60%-kal csökkenteni

the energy consumption of passenger vehicles

a személyautók energiafelhasználását.

up to 60 percent.

When you think about all the cars in the world,

Ha figyelembe vesszük az összes autót a világon,

that's a lot of energy we can save.

akkor jelentős megtakarítást értünk el.

It's part of the nearly nine percent of our current global energy consumption

Ez is benne van a globális energia- felhasználás 9%-os megtakarításában,

that the authors identified tribology can help us save.

mely a szerzők szerint a tribológiának köszönhető.

That's a significant amount of energy.

Ez jelentős energiamennyiség.

So when you look at the numbers, tribology can do some amazing things.

Ha megnézzük a számokat, akkor a tribológia elképesztő dolgokra képes.

My colleagues have identified up to 20 quads of energy

Kollégáim kimutatták, hogy csak a USA-ban

we can save across the US alone.

20x10¹⁸ joule energiát takaríthatunk meg.

To put this in perspective:

Elmondom, gyakorlatilag mit jelent:

one quad of energy is roughly equivalent to 180 million barrels of oil,

10¹⁸ joule energia 180 millió hordó olajnak felel meg.

and tribology can help us save 20 times that.

A tribológia hússzor ennyit spórol nekünk:

This is through new materials, new lubricants,

új anyagokkal, új kenőanyagokkal,

novel component design,

új összetevők tervezésével,

doing things like making wind turbines more efficient and reliable.

melyek a szélerőműveket hatékonyabbá és megbízhatóbbá tették.

This happened just by putting 31 people in a room

A megvalósításhoz összezártunk 31 embert egy terembe,

who viewed the world through a tribology lens.

hogy a tribológia szemszögéből figyeljék meg a világot.

Imagine the opportunities that will reveal themselves

Képzeljék el, mennyi lehetőség adódik,

as more of us start to see tribology all around.

ahogy egyre többen nézünk körül tribológiai szemszögből.

My favorite projects right now are in aerospace applications.

Most kedvenc projektjeim a repülőipari alkalmazások.

I love reducing wear and friction in these challenging environments.

Szeretem csökkenteni a kopást és súrlódást ebben a nehezített környezetben.

I can make materials and parts

Csökkentett súrlódású mozgóalkatrész- és motoranyagokat tervezek,

that will reduce the friction in moving components and engines

so that they have less force opposing their motion.

hogy kisebb ellenállásba ütközzön a mozgás.

Less force to move means they require less power,

Kisebb erő kell a mozgáshoz, ez kisebb energiaigényt jelent,

so you can use a smaller actuator,

kisebb hajtásokat használhatunk,

which would weigh less,

ezeknek kisebb a súlya,

which saves fuel.

így üzemanyagot spórolunk meg.

I can also help make parts that last longer through lower wear.

Segítek megnövelni az alkatrészek élettartamát a kisebb kopással.

This will reduce material waste

Csökken az anyagkopás,

and also means we're manufacturing the parts less frequently,

és ez kevesebb alkatrészcserét jelent,

so we're saving energy in manufacturing.

tehát kevesebb energia kell a gyártásra.

I encourage you to start seeing tribology in the world around you

Bátorítom önöket, hogy figyeljék meg környezetüket tribológus szemmel.

and to think about how you would improve those interacting surfaces you experience.

Gondolkozzanak, hogy javíthatnak a felületek kölcsönhatásán.

Even the smallest improvements

Sok kicsi sokra megy.

really add up.

Tribology may be a funny-sounding word,

A tribológia fura hangzású szó,

but it has a huge impact on our world.

de hatalmas hatása van világunkra.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)