วัสดุนาโนสองมิติใหม่ MXENE สามารถทำหน้าที่เป็นสารหล่อลื่นในอุณหภูมิสูงหรือสูญญากาศของพื้นที่

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาหมวดหมู่วัสดุของ MXENES (ออกเสียงว่า "Maxene") ได้ก่อให้เกิดความปั่นป่วนในการเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่ แต่ตอนนี้พวกเขายังพิสูจน์ให้เห็นว่าเป็นน้ำมันหล่อลื่นที่ดีเยี่ยมทนทานมากและสามารถปฏิบัติงานได้แม้ในสภาพที่ยากที่สุด คุณสมบัติที่เหนือกว่าเหล่านี้ของ MXEnes ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร ACS Nano อันทรงเกียรติ

เช่นเดียวกับกราฟีนวัสดุคาร์บอน MXENE ตกอยู่ในหมวดหมู่ของวัสดุ 2D ที่เรียกว่า: พวกมันเป็นชั้นอะตอมบาง ๆ ที่บางเฉียบและไม่มีพันธะที่แข็งแกร่งกับชั้นบนหรือล่าง



ศาสตราจารย์ Carsten Gachot หัวหน้ากลุ่ม Tribology ที่สถาบันการออกแบบวิศวกรรมและการพัฒนาผลิตภัณฑ์ของ TU กล่าวว่าคุณเริ่มต้นด้วยขั้นตอนที่เรียกว่า Max Stage ซึ่งเป็นระบบของชั้นพิเศษที่ประกอบด้วยไทเทเนียมอลูมิเนียมและคาร์บอน เคล็ดลับสำคัญคือการกัดอลูมิเนียมด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก



ถ้าอย่างนั้นสิ่งที่เหลืออยู่ก็คืออะตอมและชั้นบาง ๆ ของไทเทเนียมและคาร์บอนที่ซ้อนกันอย่างหลวม ๆ เข้าด้วยกันเหมือนชิ้นส่วนกระดาษ แต่ละชั้นมีความเสถียรในตัวเอง แต่เลเยอร์สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดายเมื่อเทียบกัน

การพกพาระหว่างชั้นอะตอมนี้ทำให้วัสดุเป็นสารหล่อลื่นแห้งที่ยอดเยี่ยม: การเลื่อนด้วยความต้านทานต่ำมากสามารถทำได้โดยไม่ทำให้การสึกหรอ เป็นผลให้แรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวเหล็กสามารถลดลงเหลือหนึ่งหกและความต้านทานการสึกหรอสูงมาก: ชั้นหล่อลื่น MXENE ยังคงทำงานได้อย่างถูกต้องแม้หลังจากรอบการเคลื่อนไหว 100,000 รอบ



เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในสภาวะที่ยากลำบาก: ในเที่ยวบินอวกาศตัวอย่างเช่นน้ำมันหล่อลื่นระเหยได้ทันทีในสุญญากาศ แต่ MXENE ในรูปแบบผงละเอียดสามารถใช้ได้ที่นั่น



ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับบรรยากาศหรืออุณหภูมิ



Carsten Gachot กล่าวว่าวิธีการที่คล้ายกันได้รับการลองใช้วัสดุฟิล์มบาง ๆ อื่น ๆ เช่นกราฟีนหรือโมลิบดีนัมซัลไฟด์ แต่พวกเขาตอบสนองอย่างไวต่อความชื้นในชั้นบรรยากาศ โมเลกุลของน้ำสามารถเปลี่ยนแรงพันธะระหว่างเลเยอร์ สำหรับ MXENE ในทางกลับกันมันมีผลน้อยกว่า



ข้อได้เปรียบที่เด็ดขาดอีกประการหนึ่งคือความต้านทานความร้อนของ MXENES เนื่องจากสารหล่อลื่นจำนวนมากออกซิไดซ์และสูญเสียการหล่อลื่นที่อุณหภูมิสูง ในทางกลับกัน MXEnes มีความเสถียรมากขึ้นและสามารถใช้ในอุตสาหกรรมเหล็กซึ่งบางส่วนที่บางครั้งเคลื่อนย้ายกลไกถึงอุณหภูมิหลายร้อยองศาเซลเซียส



ดร. Philip Grutzmacher จากกลุ่มวิจัยของศาสตราจารย์ Gachot พร้อมกับมหาวิทยาลัย Saarbruken ใน Saarbruken และ Purdue University ในสหรัฐอเมริกาศึกษาน้ำมันหล่อลื่นผงในการทดลองหลายครั้งที่ Tu Wien ในอีกด้านหนึ่งของโลกศาสตราจารย์ Andreas Rosenkranz ในชิลีเป็นเครื่องมือในการเริ่มต้นและออกแบบงานนี้



Carsten Gachot กล่าวว่ามีความสนใจอย่างมากในวัสดุจากอุตสาหกรรม เราคิดว่า MXENE นี้สามารถผลิตได้อย่างรวดเร็ว