Věda a výzkum       Vesmír       Osel       Chemagazín TOPlist CZ     EN       Kontakt
Laboratorní průvodce - na titulní stranu
Databáze:   Laboratorní přístroje        Firmy        Zastoupení        E-obchody        Novinky 
Hledání:  
 
Ostatní:       Nástroje        Encyklopedie        Tabulky 
Kalendář :   20.5.2021 Webinář: Povinnosti následných uživatelů podle evropské legislativy
  2.6.2021 Webinář: Oznamování nebezpečných chemických směsí dle PCN formátu, teoreticky i prakticky
  3.6.2021 Mezinárodní konference transferu znalostí a technologií
  9.6.2021 - 10.6.2021 9th International Bioeconomy Conference
  10.6.2021 - 12.6.2021 On-line: Konference Ecsite 2021
Reklama
2D Nanomateriál MXene: perfektní mazivo

V extrémním horku nebo ve vakuu vesmíru: nový nanomateriál poskytuje špičkový výkon v extrémních situacích.
Řetěz jízdního kola můžete mazat olejem, ale co uděláte s vozidlem na Marsu nebo rozžhaveným dopravním pásem v ocelářském průmyslu? Velmi speciální nanomateriály nyní studovala TU Wien spolu s výzkumnými skupinami ze Saarbrückenu (Německo), Purdue University v USA a Universidad de Chile (Santiago, Chile).
Materiálová třída MXenes (vyslovuje se jako „maxene“) způsobila v posledních letech v souvislosti s novými technologiemi baterií značný rozruch. Nyní se ale ukazuje, že jsou také vynikajícím tuhým mazivem, které je extrémně odolné a plní svůj úkol i v těch nejnáročnějších podmínkách.

Datum: 29.4.2021

MXenes, 2D nanomateriály, maziva


 

Sdílet na Facebooku   Odeslat na Twitter

Jako stoh listů papíru

Stejně jako grafen z uhlíkového materiálu patří MXenes do třídy takzvaných 2D materiálů: jejich vlastnosti jsou v zásadě určeny skutečností, že se jedná o ultratenké vrstvy, jednotlivé atomové vrstvy, bez silných vazeb na vrstvu nad nebo pod.

„Nejprve začnete s takzvanými fázemi MAX, což jsou například systémy speciálních vrstev skládající se například z titanu, hliníku a uhlíku,“ říká profesor Carsten Gachot, vedoucí Tribology Group v Ústavu strojírenského designu a vývoje produktů na TU Vídeň. „Rozhodujícím trikem je vyleptání hliníku kyselinou fluorovodíkovou.“

Poté zbývá hromada atomově tenkých vrstev titanu a uhlíku, které leží volně na sobě, podobně jako listy papíru. Každá vrstva je sama o sobě relativně stabilní, ale vrstvy lze snadno posunout proti sobě.

Díky této vzájemné přemístitelnosti atomových vrstev je materiál vynikajícím suchým mazivem: aniž by docházelo k oděru, je umožněn extrémně nízký odpor. Tření mezi ocelovými povrchy by tak mohlo být sníženo na šestinu - a s výjimečně vysokou odolností proti opotřebení: i po 100 000 pohybových cyklech mazací vrstva MXene stále bez problémů funguje.

To je ideální pro použití v obtížných podmínkách: I když by se mazací olej během vesmírných misí okamžitě odpařil ve vakuu, lze tam také použít MXene ve formě jemného prášku.

Nezávisle na atmosféře a teplotě

„Podobné věci byly vyzkoušeny i u jiných tenkovrstvých materiálů, jako je grafen nebo disulfid molybdeničitý,“ říká Carsten Gachot. „Reagují ale citlivě na vlhkost v atmosféře. Molekuly vody mohou měnit vazebné síly mezi jednotlivými vrstvami. U MXenes to naopak hraje menší roli.“

Další rozhodující výhodou je tepelná odolnost MXenes: "Mnoho maziv oxiduje při vysoké teplotě a ztrácí svoji mazivost. MXenes jsou naproti tomu mnohem stabilnější a lze je dokonce použít v ocelářském průmyslu, kde někdy mohou mechanicky pohyblivé součásti dosáhnout teploty několika stovek stupňů Celsia, “vysvětluje Gachot.

Práškové mazivo bylo zkoumáno v několika experimentech na TU Wien Dr. Philippem Grützmacherem z výzkumné skupiny prof. Gachota a také na Saarland University v Saarbrückenu a Purdue University v USA. Na druhém konci světa hrál při zahájení a navrhování díla hlavní roli prof. Andreas Rosenkranz v Chile.

Reklama

„O tyto materiály je již ze strany průmyslu velký zájem. Předpokládáme, že takové MXenes mohou být brzy vyráběny ve větším měřítku,“ říká Carsten Gachot. Tyto pozoruhodné vlastnosti MXenes byly nyní publikovány v časopise ACS Nano.


Zdrojem informací je Chemeurope.
Kredit obrázku: TU Wien

Pro kompletní informace si přečtěte  celý článek.

 

Reklama

Reklama