Naujas dvimatė nanomedžiaga, MXENE, taip pat gali veikti kaip ekstremalios temperatūros tepalas arba erdvės vakuumas

Pastaraisiais metais „MXENES“ medžiagos kategorija (tariama „Maxene“) sukėlė sujudimą, susijusį su naujomis akumuliatorių technologijomis. Tačiau dabar jie taip pat įrodo, kad yra puikus tvirtas tepalas, ypač patvarus ir galintis atlikti savo užduotis net ir sunkiausiomis sąlygomis. Šios aukštesnės „MXENES“ savybės dabar paskelbtos prestižiniame ACS nano žurnale.

Ust, kaip anglies medžiagos grafenas, Mxenas patenka į vadinamųjų 2D medžiagų kategoriją: jie yra ypač ploni pavienių atomų sluoksniai ir neturi stiprių ryšių su viršutiniu ar apatiniu sluoksniu.



TU TU inžinerijos projektavimo ir produktų kūrimo instituto „Tribologijos grupės“ vadovas profesorius Carstenas Gachotas sako, kad pirmą kartą pradedate nuo vadinamosios „Max Stage“, kuri yra specialių sluoksnių, sudarytų iš titano, aliuminio ir anglies, sistema. Pagrindinis triukas yra išgraviruoti aluminumą su hidrofluoro rūgštimi.



Tada tai, kas liko, yra krūva atomų ir plonų titano ir anglies sluoksnių, kurie yra laisvai sukrauti kaip popieriaus lapai. Kiekvienas sluoksnis yra gana stabilus, tačiau sluoksniai gali lengvai judėti vienas kito atžvilgiu.

Šis perkeliamumas tarp atominių sluoksnių daro medžiagą puikiu sausu tepalu: slydimą su labai mažu atsparumu galima pasiekti nesukeliant nusidėvėjimo. Dėl to trintis tarp plieno paviršių gali būti sumažinta iki šeštosios, o atsparumas nusidėvėjimui yra ypač didelis: „Mxene“ tepimo sluoksnis vis tiek veikia tinkamai net po 100 000 judėjimo ciklų.



Tai idealiai tinka naudoti sunkiomis sąlygomis: pavyzdžiui, skrydyje kosmose tepimas aliejus iškart išgaruoja vakuume, tačiau ten taip pat gali būti naudojamas dusų miltelių pavidalas.



Tai neturi nieko bendra su atmosfera ar temperatūra



Carsten Gachot sako, kad panašūs metodai buvo išbandyti kitoms plonoms plėvelės medžiagoms, tokioms kaip grafenas ar molibdeno disulfidas. Bet jie jautriai reaguoja į drėgmę atmosferoje. Vandens molekulės gali pakeisti jungimosi jėgą tarp sluoksnių. Kita vertus, MXENE jis turi mažiau efekto.



Kitas lemiamas pranašumas yra „Mxenes“ atsparumas šilumai, nes daugelis tepalų oksiduoja ir praranda tepimą aukštoje temperatūroje. Kita vertus, „Mxenes“ yra stabilesni ir netgi gali būti naudojami plieno pramonėje, kur dalys, kurios kartais juda mechaniškai, kartais pasiekia kelių šimtų laipsnių Celsijaus temperatūrą.



Philipas Grutzmacheris iš profesoriaus Gachot tyrimų grupės kartu su Sarbruken universitete Sarbruken ir Purdue universitete JAV studijavo miltelių tepalo keliuose eksperimentuose „Tu Wien“. Kitoje pasaulio pusėje profesorius Andreasas Rosenkranzas Čilėje padėjo inicijuoti ir kurti šį darbą.



Carsten Gachot sako, kad taip pat buvo didelis susidomėjimas pramonės medžiaga. Mes manome, kad šis mxenas gali būti masiškai pagamintas labai greitai.