Nanomaterial dua dimensi baru, MXENE, juga dapat bertindak sebagai pelumas dalam suhu ekstrem atau kekosongan ruang

Anda dapat melumasi rantai sepeda dengan minyak, tetapi bagaimana dengan sabuk konveyor panas di industri baja atau di Mars Rovers? Universitas Teknologi Wina kini telah mempelajari bahan nano yang sangat istimewa bersama dengan kelompok -kelompok penelitian dari Saarbrucken (Jerman), Universitas Purdue di Amerika Serikat dan Universitas Chili (Santiago, Chili).

Dalam beberapa tahun terakhir, kategori material MXENES (diucapkan "Maxene") telah menyebabkan kegemparan sehubungan dengan teknologi baterai baru. Tetapi sekarang mereka juga terbukti menjadi pelumas padat yang sangat baik, sangat tahan lama dan mampu melakukan tugas mereka bahkan dalam kondisi yang paling sulit. Sifat -sifat superior mxenes ini kini telah diterbitkan di ACS Nano Journal yang bergengsi.

UST seperti bahan karbon graphene, Mxene termasuk dalam kategori yang disebut bahan 2D: mereka adalah lapisan ultra-tipis atom tunggal dan tidak memiliki ikatan yang kuat dengan lapisan atas atau bawah.



Profesor Carsten Gachot, kepala kelompok tribologi di Institute of Engineering Design dan pengembangan produk TU, mengatakan Anda pertama kali memulai dengan apa yang disebut Max Stage, yang merupakan sistem lapisan khusus yang terdiri dari titanium, aluminium, dan karbon. Trik kuncinya adalah etsa aluminium dengan asam hidrofluorat.



Lalu yang tersisa adalah sekelompok atom dan lapisan tipis titanium dan karbon yang secara longgar ditumpuk bersama seperti selembar kertas. Setiap lapisan relatif stabil sendiri, tetapi lapisan dapat dengan mudah bergerak relatif satu sama lain.

Portabilitas antara lapisan atom ini menjadikan material pelumas kering yang sangat baik: meluncur dengan resistensi yang sangat rendah dapat dicapai tanpa menyebabkan keausan. Akibatnya, gesekan antara permukaan baja dapat dikurangi menjadi seperenam, dan ketahanan aus sangat tinggi: lapisan pelumasan MXENE masih berfungsi dengan baik bahkan setelah 100.000 siklus gerakan.



Ini sangat ideal untuk digunakan dalam kondisi sulit: dalam penerbangan luar angkasa, misalnya, pelumas minyak menguap segera dalam ruang hampa, tetapi mxene dalam bentuk bubuk halus juga dapat digunakan di sana.



Itu tidak ada hubungannya dengan atmosfer atau suhu



Carsten Gachot mengatakan pendekatan serupa telah dicoba untuk bahan film tipis lainnya, seperti graphene atau molibdenum disulfide. Tetapi mereka merespons secara sensitif terhadap kelembaban di atmosfer. Molekul air dapat mengubah gaya ikatan di antara lapisan. Untuk Mxene, di sisi lain, ia memiliki efek yang lebih sedikit.



Keuntungan yang menentukan lainnya adalah ketahanan panas MXENE, karena banyak pelumas teroksidasi dan kehilangan pelumasnya pada suhu tinggi. Mxenes, di sisi lain, lebih stabil dan bahkan dapat digunakan dalam industri baja, di mana bagian -bagian yang kadang -kadang bergerak secara mekanis kadang -kadang mencapai suhu beberapa ratus derajat Celcius.



Dr Philip Grutzmacher dari Grup Penelitian Profesor Gachot, bersama dengan Universitas Saarbruken di Universitas Saarbruken dan Purdue di AS, mempelajari pelumas bubuk dalam beberapa percobaan di Tu Wien. Di sisi lain dunia, Profesor Andreas Rosenkranz di Chili berperan penting dalam memulai dan merancang karya ini.



Carsten Gachot mengatakan ada juga minat yang signifikan pada material dari industri. Kami pikir mxene ini dapat diproduksi secara massal dengan sangat cepat.