فراوری نانو ماده ای روانساز برای سفر های مریخی - تور هند ارزان

به گزارش گروه فناوری خبرنگاران، پژوهشگران یک تیم تحقیقات بین المللی در حال کار روی نانوساختاری هستند که به صورت دو بعدی بوده و خاصیت روانسازی بسیار جالبی دارد. این ماده می تواند در شرایط سخت نظیر ماموریت های فضایی به کار گرفته گردد.

شما می توانید یک زنجیر دوچرخه را با روغن چرب کنید، اما با یک مریخ نورد که متکی به یک تسمه نقاله است چه می کنید؟

به تازگی نانومواد بسیار ویژه ای توسط محقان دانشگاه صنعتی وین و پژوهشگرانی از دانشگاه پوردو و دانشگاه شیلی مورد مطالعه قرار گرفته است.

این نانومواد که به آن ماکسن (Mxenes) گفته می گردد، در سال های اخیر برای استفاده در حوزه باتری سر و صدای زیادی ایجاد نموده است. اما به تازگی معین شده است که آن ها یک روان نماینده جامد عالی نیز هستند که بسیار بادوام بوده و حتی در سخت ترین شرایط نیز وظیفه خود را انجام می دهد. جزئیات مربوط به این ویژگی های قابل توجه MXenes به تازگی در مجله ACS Nano منتشر شده است.

درست مانند گرافن، MXenes نیز به دسته مواد به اصطلاح دو بعدی تعلق دارد. آن ها لایه های بسیار نازکی هستند، بدون پیوند های قوی با لایه بالا یا پایین که به شکل لایه های اتمی منفرد قرار می گیرند.

پروفسور کارستن گاچوت، رئیس گروه تریبولوژی در موسسه طراحی مهندسی و توسعه محصول در دانشگاه صنعتی وین می گوید: شما ابتدا کار را به ترکیبی به نام MAX آغاز می کنید که سیستم های لایه ای ویژه ای از جنس تیتانیوم، آلومینیوم و کربن است. ترفند مهم در این فناوری آن است که آلومینیوم را با اسید هیدروفلوئوریک از سیستم خارج کنید.

آنچه باقی می ماند انبوهی از لایه های نازک اتمی تیتانیوم و کربن است دقیقاً مانند ورق های کاغذ که به آرامی روی هم قرار گرفته اند. هر لایه به خودی خود پایدار است، اما لایه ها به راحتی می توانند روی یکدیگر حرکت نمایند.

این قابلیت جابه جایی لایه های اتمی روی یکدیگر، این ماده را به یک روان نماینده خشک عالی تبدیل می نماید، بدون ایجاد سایش، دو سطح با مقاومت بسیار کم روی هم به حرکت در می آیند. بنابراین، اصطکاک بین سطوح فولادی می تواند به یک ششم کاهش یابد و با مقاومت در برابر سایش فوق العاده بالا به طوری که حتی پس از 100000 چرخه حرکت، لایه روان نماینده MXene بدون مشکل کار می نماید.

این روان نماینده برای استفاده در شرایط سخت بسیار مناسب است. در حالی که روغن مایع بلافاصله در خلاء در حین انجام مأموریت های فضایی تبخیر می گردد، MXene به صورت پودر ریز می تواند در آنجا استفاده گردد.

کارستن گاچوت می گوید: موارد مشابه با سایر مواد لایه نازک مانند گرافن یا دی سولفید مولیبدن امتحان شده است. اما آن ها نسبت به رطوبت موجود در جو واکنش نشان می دهند. مولکول های آب می توانند نیرو های اتصال بین لایه های جداگانه را تغییر دهند. این در حالی است که با MXenes این اتفاق کمتر احتمال دارد.

یکی دیگر از مزیت های مشخص نماینده MXenes مقاومت در برابر حرارت است. بسیاری از روان نماینده ها در گرمای زیاد اکسید می شوند و روان نمایندگی خود را از دست می دهند. این در حالی است که MXenes بسیار پایدارتر بوده و حتی می تواند در صنعت فولاد مورد استفاده قرار گیرد، جایی که قطعات مکانیکی گاهی می توانند به دمای چند صد درجه سانتیگراد برسند.