Super-slippery 2 d材料可能是行星探测车的理想润滑剂

碳化钛MXene展品superlubricant属性在宏观尺度上氧气,humidity-free环境,美国的研究者们已经发现了。团队说,这一发现意味着物质可能是一个新的固体润滑剂减少未来火星探测器的磨损。

2011年第一次描述了MXenes -明显的“玛克辛”是二维的一个类,分层金属硬质合金材料吸引了注意力的导电性能,提出了应用在能源储存和收获,设计和光电传感器。然而,最近的研究已经发现,MXenes也有潜力用作固体润滑剂——然而,直到现在,都已经证明superlubricity宏观尺度。

化学家Vadym Mochalin密苏里科技大学和他的同事们与纳米材料中心合作创建的阿贡国家实验室的材料形成一层碳化钛MXene硅衬底上涂上了一层薄薄的二氧化硅。然后测试摩擦和耐磨损的材料对类金刚石碳涂层钢珠滑。

的测试都是在干燥的氮气环境中进行,以减少湿度。这是必要的,因为不像大多数过渡金属碳化物,这通常是惰性——他们的二维形式,Mochalin解释说,“相当被动,容易水解,与氧气反应,可能与其他试剂。

研究小组发现,石墨烯添加到碳化钛MXene 37.3%的进一步减少摩擦和磨损因子2的。这样的组合,团队说,“大幅”比油基润滑剂。

“当我看着探测器在火星上的降落,我想:“如果车轮的润滑剂在一个失败?“然后我在MXenes连接了我们的工作,因为它的注意,我们刚刚发现MXenes演示superlubricity氛围缺乏氧气和湿度,接近火星上有什么,Mochalin说。

和减少摩擦在最后的前沿——从探索性探测器未来小行星采矿机械——MXenes也可以找到陆地应用程序。

只要MXenes保护以这样或那样的方式从直接接触潮湿空气——例如通过应用石墨烯制成的涂料,我们展示了在我们的研究中,或其他类似的材料——他们应该工作,“Mochalin解释道。与石油替代品,他补充道,MXene润滑剂有一个额外的优势在他们不依赖不可再生资源如原油。

为什么MXene super-lubricating属性,然而,仍然是一个悬而未决的问题。我们提出几个机制,可与MXene表面官能团和夹层的物种,以及材料本身的性质,但在这个阶段,我们可以肯定地说,“Mochalin说。

MXenes显示很多奇妙的属性,给城市带来了许多惊喜在过去的十年里,这里作者展示的能力大大减少MXene的利用二维摩擦片,”德雷克塞尔大学材料科学家的评论尤里·Gogotsi,他的团队发现了MXenes。他补充说,这一发现是“科学有趣和重要技术”。

虽然报道摩擦缓解能力令人印象深刻,需要做很多工作来评估MXenes是否适合实际的太空任务,特别是关于他们对环境条件变化的鲁棒性,“补充道穆罕默德Baykara来自加州大学的机械工程师,默塞德是谁也没有参与本研究。