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新型碳化物或可减少未来太空漫游者的磨损
2021年03月17日    阅读量:     新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

太空中,美国宇航局的火星探测器正对火星表面持续进行调查;与此同时的地球上,也有研究人员为了减少外星探测器的磨损,在努力设计一种可用作“超级润滑剂”的新型纳米级金属碳化物。

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据悉,这种超级润滑剂被命名为“MXenes”,来自密苏里科技大学化学系和阿贡国家实验室纳米材料研究中心的科学家们是这种二维纳米材料的发明者,Vadym Mochalin博士是这项研究的负责人。他表示,即使是在恶劣环境下,这种新材料也拥有比传统的油基润滑剂更好的性能中国化工网okmart.com。“这种超级润滑材料在极端条件下依旧具有高级的抗磨和润滑性能,类似于火星上的漫游者正经历的那样。”


由于MXenes是具有特殊性能的金属碳化物材料,因此同样也具备导电性,使它们可适用于光电子、传感和能量存储应用。在最近的材料分析中,Mochalin和他的研究小组进行了一系列的测试,以试验这些MXenes 作为特定材料的固态润滑剂的效果。


首先研究小组进行了纳米级的球-盘摩擦试验,将碳化钛MXene放置在涂有一层薄薄的二氧化硅层的硅衬底上;随后,他们测试了MXene的耐磨能力,让MXene在涂有碳的类金刚石钢球上滑动。试验表明,涂有二氧化硅的圆盘和钢球之间的MXene界面在“超润滑状态”下产生了0.0067到0.0017的摩擦系数。


当研究人员将石墨烯引入碳化钛MXene时,得到了更好的试验结果,在2021年3月出版的《今日材料进展》上的相关文章中,研究人员这样写道:石墨烯的加入“进一步减少了37.3%的摩擦和2倍的磨损”,而不影响MXene的超润滑性能。


“这些结果为探索MXenes在各种摩擦学的应用开辟了新的可能性,”Mochalin博士和他的合作者写道。“而且它不依赖于石油或煤炭等不可再生能源。”


标签:催化剂及助剂化工应用化工原料技术中心今日头条精细化学品石墨烯
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