YENI KEŞFEDILEN MALZEME, DÜNYA DIŞI ARAÇLARDA AŞINMAYI VE YIPRANMAYI AZALTABILIR
NASA'nın Mars Perseverance Rover'ı, Mars'ın yüzeyini keşfetmeye devam ederken, Dünya'daki bilim insanları, gelecekteki araçlarda aşınma ve yıpranmayı azaltmak için bir "süper yağlayıcı" görevi görebilecek yeni bir nano ölçekli metal karbür geliştirdiler.
Missouri Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nin Kimya Bölümü ve Argonne Ulusal Laboratuvarı Nano Ölçekli Malzemeler Merkezi'ndeki araştırmacılar, MXenes olarak bilinen iki boyutlu nanomalzemeler sınıfıyla birlikte, kendi malzemelerinin sürtünmeyi azaltmak için birlikte iyi çalıştığını keşfettiler.
Araştırmaya liderlik eden Dr. Vadym Mochalin, malzemelerin aşırı ortamlarda geleneksel yağ bazlı yağlayıcılardan daha iyi performans göstermesi gerektiğini belirtiyor. Mochalin, "Bu süper yağlayıcı malzemeler, şu anda Mars'taki Perseverance’nin deneyimlediği gibi, aşırı koşullarda gelişmiş aşınma önleme ve yağlama uygulamaları için özel ilgi görüyor" diyor.
MXenler, alışılmadık özelliklere sahip metal karbür malzemelerdir. Örneğin, elektrik iletme yetenekleri, onları enerji depolama, algılama ve optoelektronikte kullanım için aday yapar. Malzemelerle ilgili bu son çalışmada, Mochalin ve ekibi, belirli malzemelerle katı hal yağlayıcı olarak ne kadar iyi davrandıklarını belirlemek için bir dizi test gerçekleştirdi.
Araştırmacılar, kumun ana bileşeni olan ince bir silika tabakası ile kaplanmış bir silikon substrat (disk) üzerine bir titanyum karbür MXene yerleştirerek nanometre ölçeğinde bilyeli disk sürtünme testleri gerçekleştirdiler. Daha sonra MXene'nin elmas benzeri karbon kaplı bir çelik bilyeye doğru kaydırarak aşınmaya dayanma kabiliyetini test ettiler. Bu testleri, nemi büyük ölçüde azaltan nitrojen ortamında gerçekleştirdiler.
Mochalin, testlerin çelik bilye ile silika kaplı disk arasındaki MXene arayüzünün "süper yağ rejiminde" 0,0067 ila 0,0017 arasında bir sürtünme katsayısı ile sonuçlandığını bulduğunu söylüyor. Sürtünme katsayısı, iki nesne arasındaki sürtünme miktarını ifade eder ve genellikle 0 ile 1 arasında bir değerle belirlenir. Değer ne kadar düşükse, sürtünme o kadar az olur.
Ekip, titanyum karbür MXene'e grafen eklediğinde sonuçlar daha da iyiydi. Araştırmacılar makalelerine grafen eklenmesi, MXene'nin süper yağlayıcı özelliklerini etkilemeden sürtünmeyi% 37,3 ve aşınmayı 2 faktör kadar azalttı.
Bu tür süper yağlayıcılar, dünya dışı ortamlardaki makineler için yararlı olabilirken (Mars roverlardan asteroit madencilik ekipmanlarına kadar) aynı zamanda daha fazla faydaya da sahip olabilirler.