密苏里科技大学 信用:Pixabay/CC0公共域 随着美国宇航局的火星毅力探测器继续探索火星表面，地球上的科学家们开发了一种新的纳米级金属碳化物，可以作为“超级润滑剂”来减少未来探测器的磨损。
密苏里科技大学化学系和阿尔贡国家实验室纳米材料中心的研究人员研究了一类被称为MXenes的二维纳米材料，发现这种材料在减少摩擦方面效果很好。
这种材料在极端环境下也应该比传统的油基润滑剂性能更好
领导这项研究的密苏里S&T大学化学副教授瓦迪姆·摩卡林
摩卡林说:“这些超级润滑材料对于极端条件下的先进抗磨损和润滑应用特别感兴趣，就像现在火星上的“毅力”探测器所经历的那样。”
他和他的同事在2021年3月出版的《今日材料进展》杂志的一篇论文中描述了他们的发现(“用2D过渡金属碳化物(MXenes)和MXene/石墨烯涂层实现超级润滑”)
摩卡林说，他在观看火星车着陆后，将这项研究与“毅力”的火星之旅联系起来
“当我看着火星车在火星上着陆时，我想:“如果它的一个轮子里的润滑剂失效了怎么办？摩卡林说:“然后我把它和我们在MXenes上的工作联系起来，因为我想到我们刚刚发现MXenes在一个没有氧气和湿度的大气中表现出超润滑性，接近火星上的情况。”
MXenes(发音为Maxines)是金属碳化物材料，具有不寻常的性质
例如，它们的导电能力使它们成为储能、传感和光电领域的候选材料
在对这些材料的最新研究中，摩卡林和他的团队进行了一系列测试，以确定它们在某些材料中作为固态润滑剂的性能
研究人员通过在硅衬底(圆盘)上沉积碳化钛MXene，进行了纳米尺度的球盘摩擦测试，硅衬底上涂有一层薄的二氧化硅，这是沙子的主要成分。
然后，他们测试了MXene的耐磨能力，方法是将它与一个类金刚石碳涂层钢球滑动
他们在干燥的氮气环境中进行这些测试，这大大降低了湿度
摩卡林说，测试发现钢球和涂有二氧化硅的圆盘之间的MXene界面导致摩擦系数在“超润滑状态”下为0
0067到0
0017
摩擦系数是指两个物体之间的摩擦力，由一个通常介于0和1之间的值决定
该值越低，摩擦越小
当研究小组在钛卡宾枪MXene中加入石墨烯时，结果甚至更好
添加石墨烯”进一步将摩擦力降低了37
研究人员在他们的论文中写道，在不影响MXene的超级润滑性能的情况下，磨损2倍
摩卡林和他的同事写道:“这些结果为探索MXenes家族在各种摩擦学应用中的新可能性开辟了道路。”
摩擦学是对相互作用表面的摩擦、磨损和润滑的研究
脚踏实地的好处 虽然这种超级润滑剂可能对外星环境中的机器有用——从火星漫游车到小行星采矿设备——但它们也可能有更多实际的好处
摩卡林说，与油基润滑剂不同，MXenes不会依赖煤或石油等不可再生能源
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