新しい2次元ナノマテリアルであるMxeneは、極端な温度または空間の真空で潤滑剤として機能することもできます。

近年、Mxenesの材料カテゴリ（「Maxene」と発音）は、新しいバッテリーテクノロジーに関連して騒動を引き起こしました。しかし今では、彼らは優れた固体潤滑剤であることが証明されており、非常に耐久性があり、最も困難な条件でもタスクを実行できることが証明されています。 Mxenesのこれらの優れた特性は現在、名誉あるACS Nano Journalに掲載されています。

炭素材料グラフェンのように、Mxeneはいわゆる2D材料のカテゴリーに分類されます。それらは単一原子の超薄層であり、上層または下層に強い結合はありません。



TUの工学デザインおよび製品開発研究所のトライボロジーグループの責任者であるCarsten Gachot教授は、最初にチタン、アルミニウム、炭素で構成される特別な層のシステムであるいわゆるMaxステージから始めます。重要なトリックは、アルミニウムをフッ化物酸でエッチングすることです。



その後、残っているのは、紙片のようにゆるく一緒に積み重ねられたチタンと炭素の薄い原子と薄い層です。各レイヤーはそれ自体が比較的安定していますが、レイヤーは互いに相対的に簡単に移動できます。

原子層間のこの携帯性により、材料は優れた乾燥潤滑剤になります。非常に低い抵抗で滑ることは、摩耗を引き起こすことなく実現できます。その結果、鋼の表面間の摩擦は6分の1に減少する可能性があり、耐摩耗性は非常に高くなります。MXENE潤滑層は、100,000の動きサイクル後でも適切に機能します。



これは困難な条件での使用に最適です。たとえば、宇宙飛行では、潤滑油が真空ですぐに蒸発しますが、微粉末のMxeneもそこで使用できます。



大気や温度とは何の関係もありません



Carsten Gachot氏によると、グラフェンやジスルフィドモリブデンなど、他の薄膜材料についても同様のアプローチが試されたと述べています。しかし、彼らは大気中の水分に敏感に反応します。水分子は、層間の結合力を変えることができます。一方、Mxeneの場合、効果が低くなります。



多くの潤滑剤が酸化して高温で潤滑性を失うため、もう1つの決定的な利点はMxenesの耐熱性です。一方、Mxenesはより安定しており、鉄鋼産業でも使用できます。鉄鋼産業では、時には数百度の温度に機械的に移動することもあります。



ガチョット教授の研究グループのフィリップ・グルッツマッハー博士は、米国のサアブルケンのサールブルケン大学と米国のパデュー大学とともに、Tu Wienでのいくつかの実験で粉末潤滑剤を研究しました。世界の反対側では、チリのアンドレアス・ローゼンクランツ教授は、この作品の開始と設計に尽力していました。



Carsten Gachotは、業界の材料にも大きな関心があったと言います。このMxeneは非常に迅速に大量生産できると思います。