Një nanomaterial i ri dy-dimensional, MXene, gjithashtu mund të veprojë si një lubrifikant në temperatura ekstreme ose vakumin e hapësirës

Ju mund të lubrifikoni zinxhirët e biçikletave me vaj, por çfarë lidhje me rripat e nxehtë të transportuesit në industrinë e çelikut ose në Mars Rovers? Universiteti i Teknologjisë në Vjenë tani ka studiuar nanomateriale shumë të veçanta së bashku me grupe kërkimore nga Saarbrucken (Gjermani), Universiteti Purdue në Shtetet e Bashkuara dhe Universiteti i Kilit (Santiago, Kili).

Vitet e fundit, kategoria e materialeve të Mxenes (e shqiptuar "Maxene") ka shkaktuar një trazim në lidhje me teknologjitë e reja të baterive. Por tani ata gjithashtu po dëshmojnë se janë një lubrifikant i shkëlqyeshëm i ngurtë, jashtëzakonisht i qëndrueshëm dhe i aftë për të kryer detyrat e tyre edhe në kushtet më të vështira. Këto prona superiore të mxenes tani janë botuar në revistën prestigjioze ACS Nano.

UST si grafeni i materialit të karbonit, mxene bie në kategorinë e të ashtuquajturave materiale 2D: ato janë shtresa ultra të hollë të atomeve të vetëm dhe nuk kanë lidhje të forta me shtresat e sipërme ose të poshtme.



Profesori Carsten Gachot, drejtues i grupit të tribologjisë në Institutin e Institutit të Inxhinierisë dhe zhvillimin e produktit të TU, thotë se së pari filloni me të ashtuquajturën fazën Max, e cila është një sistem i shtresave speciale të përbërë nga titani, alumini dhe karboni. Mashtrimi kryesor është të etiketimi i aluminit me acid hidrofluorik.



Atëherë ajo që mbetet është një bandë atomesh dhe shtresa të hollë të titanit dhe karbonit që janë grumbulluar lirshëm së bashku si copa letre. Secila shtresë është relativisht e qëndrueshme më vete, por shtresat mund të lëvizin lehtësisht në krahasim me njëra -tjetrën.

Kjo transportueshmëri midis shtresave atomike e bën materialin një lubrifikant të shkëlqyeshëm të thatë: rrëshqitje me rezistencë shumë të ulët mund të arrihet pa shkaktuar veshin. Si rezultat, fërkimi midis sipërfaqeve të çelikut mund të zvogëlohet në një të gjashtën, dhe rezistenca e veshjes është jashtëzakonisht e lartë: shtresa e lubrifikimit MXene ende funksionon siç duhet edhe pas 100,000 cikleve të lëvizjes.



Kjo është ideale për t'u përdorur në kushte të vështira: në fluturimin në hapësirë, për shembull, lubrifikimi i vajit avullon menjëherë në një vakum, por mxene në formë pluhuri të imët mund të përdoret gjithashtu atje.



Nuk ka asnjë lidhje me atmosferën ose temperaturën



Carsten Gachot thotë se qasje të ngjashme janë provuar për materiale të tjera të filmit të hollë, të tilla si grafen ose disulfide molibden. Por ata përgjigjen me ndjeshmëri ndaj lagështisë në atmosferë. Molekulat e ujit mund të ndryshojnë forcën e lidhjes midis shtresave. Për mxene, nga ana tjetër, ajo ka më pak efekt.



Një avantazh tjetër vendimtar është rezistenca ndaj nxehtësisë së mxenes, pasi shumë lubrifikantë oksidojnë dhe humbasin lubrifikimin e tyre në temperatura të larta. Mxenes, nga ana tjetër, është më i qëndrueshëm dhe madje mund të përdoret në industrinë e çelikut, ku pjesë që ndonjëherë lëvizin mekanikisht ndonjëherë arrijnë temperatura prej disa qindra gradë Celsius.



Dr Philip Grutzmacher i Grupit të Kërkimit të Profesor Gachot, së bashku me Universitetin e Saarbruken në Saarbruken dhe Universitetin Purdue në SH.B.A., studiuan lubrifikantin e pluhurit në disa eksperimente në Tu Wien. Në anën tjetër të botës, profesori Andreas Rosenkranz në Kili ishte i dobishëm në inicimin dhe hartimin e kësaj pune.



Carsten Gachot thotë se ka pasur gjithashtu interes të rëndësishëm për materialet nga industria. Ne mendojmë se kjo mxene mund të prodhohet në masë shumë shpejt.