Ný tvívídd nanóefni, mxen, getur einnig virkað sem smurefni við mikinn hitastig eða tómarúm rýmis

Undanfarin ár hefur efnisflokkur Mxenes (borinn fram „maxen“) valdið hrærslu í tengslum við nýja rafhlöðutækni. En nú eru þeir líka að reynast frábært solid smurefni, afar endingargott og fær um að framkvæma verkefni sín jafnvel við erfiðar aðstæður. Þessir yfirburða eiginleikar mxenes hafa nú verið gefnir út í virtu ACS Nano Journal.

ust eins og kolefnisefnið grafen, mxene fellur í flokk svokallaðra 2D efna: þau eru mjög þunn lög af stökum atómum og hafa engin sterk tengsl við efri eða neðri lögin.



Prófessor Carsten Gachot, yfirmaður Tribology Group hjá TU's Institute of Engineering Design and vöruþróun, segir að þú byrjar fyrst með svokallaða hámarksstigi, sem er kerfi með sérstökum lögum sem samanstendur af títan, ál og kolefni. Lykilbragðið er að eta ál með vatnsfluorsýru.



Síðan sem er eftir er fullt af atómum og þunnum lögum af títan og kolefni sem er lauslega staflað saman eins og pappírsstykki. Hvert lag er tiltölulega stöðugt á eigin spýtur, en lögin geta auðveldlega hreyft sig miðað við hvert annað.

Þessi færanleiki milli atómlaga gerir efnið að frábæru þurru smurefni: hægt er að ná með mjög litlum viðnám án þess að valda slit. Fyrir vikið er hægt að minnka núninginn milli stálflötanna í sjötta sæti og slitþolið er afar hátt: mxen smurningarlagið virkar enn almennilega, jafnvel eftir 100.000 hreyfingarlotur.



Þetta er tilvalið til notkunar við erfiðar aðstæður: í geimflugi, til dæmis, gufar smurolía upp strax í lofttæmi, en einnig er hægt að nota mxen í fínu duftformi þar.



Það hefur ekkert með andrúmsloft eða hitastig að gera



Carsten Gachot segir að svipaðar aðferðir hafi verið prófaðar fyrir önnur þunn filmuefni, svo sem grafen eða mólýbden disulfide. En þeir bregðast við næmum raka í andrúmsloftinu. Vatnsameindir geta breytt tengingarkrafti milli laga. Fyrir mxene hefur það aftur á móti minni áhrif.



Annar afgerandi kostur er hitaviðnám mxena, þar sem mörg smurefni oxast og missa smurningu sína við hátt hitastig. Mxenes er aftur á móti stöðugri og er jafnvel hægt að nota í stáliðnaðinum, þar sem hlutar sem stundum hreyfa sig vélrænt stundum ná hitastigi nokkur hundruð gráður á Celsíus.



Dr Philip Grutzmacher hjá rannsóknarhópi prófessors Gachot, ásamt háskólanum í Saarbruken í Saarbruken og Purdue háskólanum í Bandaríkjunum, rannsakaði duft smurolíu í nokkrum tilraunum í Tu Wien. Hinum megin heimsins átti prófessor Andreas Rosenkranz í Chile þátt í að hefja og hanna þessa vinnu.



Carsten Gachot segir að einnig hafi verið verulegur áhugi á efnunum frá iðnaði. Við teljum að þetta mxen geti verið fjöldaframleitt mjög fljótt.