新材料可能会减少未来太空漫游车的磨损

作为火星毅力美国宇航局的漫游者继续探索火星表面,地球上的研究人员设计了一种新型纳米级金属碳化物,可以作为“超级润滑剂”,以减少即将到来的磨损外星人的流浪者。

由密苏里州S&T学生设计的火星虎的照片例证描述mxene超级布管的想法的想法应用于机器的移动部件即可减少摩擦和磨损。图像学分:蜀汉黄/密苏里州科技大学。欧洲杯线上买球

来自化学部门的科学家密苏里州科技大学欧洲杯线上买球(密苏里S&T)和Argonne国家实验室的纳米级材料中心,探索了一组称为MxENes的欧洲杯足球竞彩2D纳米材料,发现新材料效果很好地降低摩擦。

领导这项研究的密苏里科技大学化学副教授Vadym Mochalin博士说,这种新材料在不利环境下的性能应该比传统的油基润滑剂更好。欧洲杯足球竞彩

这些超润滑材料对在极端条件下的高级抗欧洲杯足球竞彩磨和润滑应用特别感兴趣,就像现在所经历的毅力探测器在火星上。

Vadym Mochalin博士,密苏里科技大学研究负责人和化学副教授欧洲杯线上买球

Mochalin博士和他的合作者在2021年3月版的一篇文章中描述了他们的发现欧洲杯足球竞彩材料今天进步杂志,题为“用二维过渡金属碳化物(MXenes)和MXene/石墨烯涂层实现超润滑性”。

火星的连接

Mochalin通知他可以在这项研究和旅程之间有关坚持不懈的流浪者观看流动站的着陆后到火星。

当我看着火星车在火星上着陆时,我想:“如果其中一个轮子上的润滑剂坏了怎么办?”然后我把它和我们在MXenes上的工作联系起来,因为我突然想到,我们刚刚发现MXenes在没有氧气和湿度的大气中表现出超润滑性,接近火星上的情况

Vadym Mochalin博士,密苏里科技大学研究负责人和化学副教授欧洲杯线上买球

MXenes(明显最大限度)基本上是具有异国特性的金属碳化物材料。欧洲杯足球竞彩例如,这些材料可以进行电力,这使得它们适欧洲杯足球竞彩用于光电子,感测和能量存储应用的候选者。在最近对材料的分析中,Mochalin和他的研究团队进行了一系欧洲杯足球竞彩列测试,以了解这些Mxenes如何充当具有特定材料的固态润滑剂。

摩擦测试

该团队通过将碳化钛M×或涂覆有薄二氧化硅层的盘进行纳米级球盘摩擦试验,或者是薄二氧化硅层的粘合剂。

他们随后测试了MXene的耐磨损能力,让它在碳涂层的类金刚石钢球上滑动。这些试验是在干燥的氮气条件下进行的,这大大降低了湿度。

根据Mochalin博士,这些测试表明,二氧化硅涂层盘和钢球之间的MxEne界面在“超级制度”0.0067至0.0017中引起摩擦系数。

术语摩擦系数表示存在于两个物体之间的摩擦量,它由一个通常介于0和1之间的值确定。如果这个值越低,摩擦力也会越小。

当研究人员将石墨烯引入碳化钛MXENE时,他们观察到更好的结果。添加石墨烯“进一步将摩擦力降低37.3%,磨损2“不影响MXENE的超润滑剂性质,在其文章中写了调查人员。

这些结果开辟了探索各种摩彻的应用程序家族的新可能性,“博士博士和他的合作者写道。摩擦学是磨损,摩擦和相互作用表面的润滑的研究。

实际的好处

尽管这些超级润滑剂对于用于外太空环境的机器——从小行星采矿设备到火星探测器——可能很方便,但它们在实际应用中可能更有优势。2020欧洲杯下注官网Mochalin博士补充说,MXenes与油基润滑剂不同,它不依赖石油或煤炭等不可再生能源。

来自密苏里S&T的化学博士学位的博士黄,是该研究的主要作者,并与Muchenes分析的分析密切合作。

Mochalin博士的密苏里科学技术团队研究了这种材料的化学和物理基础,设计了它们的特性,并在传感、力学、储能和光电子方面有广阔的应用前景。欧洲杯足球竞彩

黄和博士博士的研究中的共同作者是K.C.Mutyala和A.v.来自阿尔冈国家实验室的纳米级材料中心的屠杀。欧洲杯足球竞彩

期刊参考:

黄、S。.(2021)利用二维过渡金属碳化物(MXenes)和MXene/石墨烯涂层实现超润滑性。欧洲杯足球竞彩目前的材料进展。doi.org/10.1016/j.mtadv.2021.100133

来源:https://news.mst.edu/

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