Nov dvodimenzionalni nanomaterial MXEN lahko deluje tudi kot mazivo pri ekstremnih temperaturah ali vakuumu prostora

V zadnjih letih je MXENES -ova materialna kategorija (izgovarjana "Maxene") povzročila vznemirjenje v povezavi z novimi tehnologijami baterije. Toda zdaj se izkažejo tudi za odlično trdno mazivo, izjemno trpežno in sposobni opravljati svoje naloge tudi v najtežjih pogojih. Te vrhunske lastnosti MXENES so zdaj objavljene v prestižni reviji ACS Nano.

Tako kot grafen ogljikovega materiala tudi mxene pade v kategorijo tako imenovanih 2D materialov: so ultra tanke plasti posameznih atomov in nimajo močnih vezi do zgornje ali spodnje plasti.



Profesor Carsten Gachot, vodja skupine Tribology na TU-jevem inštitutu za inženirsko oblikovanje in razvoj izdelkov, pravi, da prvič začnete s tako imenovano stopnjo Max, ki je sistem posebnih plasti, sestavljenih iz titana, aluminija in ogljika. Ključni trik je, da se je vtisnil aluminij z gotovo kislino.



Potem je ostalo kup atomov in tankih plasti titana in ogljika, ki so ohlapno zloženi skupaj kot koščki papirja. Vsaka plast je sama po sebi razmeroma stabilna, vendar se plasti zlahka premikajo med seboj.

Zaradi te prenosljivosti med atomskimi plastmi je material odlično suho mazivo: drsenje z zelo nizko odpornostjo je mogoče doseči, ne da bi povzročili obrabo. Kot rezultat, se lahko trenje med jeklenimi površinami zmanjša na eno šestico, odpornost na obrabo pa je izjemno visoka: plast mazanja MXENE še vedno deluje pravilno tudi po 100.000 gibalnih ciklih.



To je idealno za uporabo v težkih pogojih: na primer v vesoljskem letu na primer mazalno olje izhlapi takoj v vakuumu, vendar lahko tam uporabimo tudi mxene v obliki finega prahu.



To nima nobene zveze z atmosfero ali temperaturo



Carsten Gachot pravi, da so bili podobni pristopi preizkušeni za druge tanke filmske materiale, kot sta grafen ali molibdenski disulfid. Vendar se na vlago v ozračju odzovejo občutljivo. Molekule vode lahko spremenijo silo vezanja med plastmi. Za MXene ima na drugi strani manj učinka.



Druga odločilna prednost je toplotna odpornost MXENES, saj veliko maziva oksidira in izgubi mazivo pri visokih temperaturah. MXENES je na drugi strani bolj stabilen in jih je mogoče celo uporabiti v jekleni industriji, kjer deli, ki se včasih mehansko premikajo, včasih dosežejo temperature nekaj sto stopinj Celzija.



Dr Philip Grutzmacher iz raziskovalne skupine profesorja Gachota, skupaj z univerzo Saarbruken v Saarbrukenu in univerzo Purdue v ZDA, je v več poskusih na Tu Wienu preučeval mazivo v prahu. Na drugi strani sveta je bil profesor Andreas Rosenkranz v Čilu ključnega pomena za začetek in oblikovanje tega dela.



Carsten Gachot pravi, da je bilo za materiale iz industrije tudi veliko zanimanja. Menimo, da je ta MXEN mogoče zelo hitro množično proizvajati.