维也纳理工大学 原子层可以相对移动,减少摩擦
学分:维也纳理工大学 可以用油润滑自行车链条,但是钢铁行业的火星漫游者或者烧红的传送带你怎么办?非常特殊的纳米材料现在已经由图维恩和来自德国萨尔布鲁根、美国普渡大学的研究小组共同研究
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和智利大学(智利圣地亚哥)
近年来,MXenes(发音为“maxene”)材料类别在新型电池技术方面引起了相当大的轰动
但现在发现,它们也是一种极好的固体润滑剂,非常耐用,即使在最困难的条件下也能发挥作用
MXenes的这些显著特性现已发表在著名的杂志《ACS纳米》上
像一叠纸 就像碳材料石墨烯一样,MXenes属于所谓的2D材料类别:它们的性质本质上是由它们是超薄层、单原子层、与上面或下面的层没有强键的事实决定的
“你首先从所谓的最大相开始,最大相是由钛、铝和碳组成的特殊层系统,”教授说
卡尔斯滕·加乔特,图维恩工程设计和产品开发研究所摩擦学组组长
“关键的技巧是用氢氟酸腐蚀掉铝
" 然后剩下的是一堆原子般薄的钛和碳层,它们松散地层叠在一起,就像纸片一样
每一层本身都相对稳定,但是这些层可以很容易地彼此相对移动
原子层之间的这种可移动性使这种材料成为一种极好的干润滑剂:在不产生磨损的情况下,极低阻力的滑动成为可能
钢表面之间的摩擦因此可以减少到六分之一——并且具有特别高的耐磨性:即使在100,000次运动循环之后,MXene润滑层仍然可以正常工作
这非常适合在困难的条件下使用:例如,虽然润滑油在太空任务中会在真空中立即蒸发,但微细粉末形式的MXene也可以在那里使用
不受大气和温度的影响 “类似的事情已经在其他薄膜材料上尝试过,比如石墨烯或二硫化钼,”卡斯滕·加乔特说
“但它们对大气中的水分反应敏感
水分子可以改变各层之间的结合力
另一方面,在MXenes中,这种作用较小
" 另一个决定性的优势是MXenes的耐热性:“许多润滑剂在高温下会氧化,失去润滑性
另一方面,MXenes更稳定,甚至可以用于钢铁工业,在那里机械运动部件有时可以达到几百摄氏度的温度,”Gachot解释说
杜维恩博士在几个实验中研究了粉状润滑剂
菲利普·格吕茨马谢尔教授
加乔特的研究小组,以及萨尔州大学和美国普渡大学
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在世界的另一端,教授
智利的安德烈亚斯·罗森克兰兹在发起和设计这项工作中发挥了重要作用
“工业界对这些材料也有很大的兴趣
卡斯滕·加乔特说:“我们认为这种MXenes很快就能大规模生产。”
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