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新型二维纳米材料有望成为火星车的超级润滑剂

  据外媒报道, 密苏里科技大学正在研究的名为MXenes的新型二维纳米材料,可能会带来新的超级润滑剂,从而更好地保护未来火星车的脆弱运动部件。 美国宇航局(NASA)派往红色星球的机器人探测器无论从科学还是技术的角度来看,都取得了显著的成功,但仍有很大的改进空间。火星是一个非常恶劣的环境,有着极端的温度、辐射、零湿度、低大气压、高二氧化碳含量以及化学性质恶劣的土壤。
  这意味着,随着未来的漫游车变得更大、更精密,并被设计成在更雄心勃勃的任务中运行更长时间,必须对其潜在的故障点进行仔细检查。
  一个典型的例子是“毅力号”漫游车,它距离更换机油还有1亿英里,而且必须在其关节中使用润滑油,这些润滑油必须在15年或更长时间内不发生故障。更糟糕的是,这些润滑油不仅要在火星上生存,而且还要在航天器发射前的生物 消毒 过程中以及在深空穿越的几个月中生存。
  与阿贡国家实验室的纳米级材料中心合作,Vadym Mochalin博士领导的密苏里科技团队正在研究MXenes(发音为Maxines),作为生产火星友好型固体超级润滑剂的一种方法。MXenes是金属碳化物,它是一种二维无机化合物,具有一些不同寻常的特性,如导电能力。它们还可以被配置成具有极低摩擦力的坚韧表面。
  为了测试这一概念,研究人员将碳化钛MXene沉积在涂有二氧化硅的硅基盘上。然后,在旨在将湿度降至最低的氮气气氛中,将圆盘与一个类似金刚石的碳涂层钢球滑动。研究人员发现,Mxene具有超强的润滑性,摩擦系数为0.0067~0.0017。
  然后,团队在MXene中加入了石墨烯,使得摩擦力又降低了37.3%,磨损也降低了2倍。这意味着它不仅可以在太空任务中得到潜在的应用,而且还可以在陆地上使用,因为与许多其他润滑剂不同,它不需要化石燃料作为原材料。
  “当我看到火星上的探测器着陆时,我想:‘如果它的一个轮子里的润滑剂失效了怎么办’,”Mohalin说,“然后我就和我们在MXenes上的工作联系起来了,因为我想到了我们刚刚发现MXenes在没有氧气和湿度的大气中表现出了超强的润滑性,接近火星上的情况。”
  该成果发表在 《Materials Today Advances》 杂志上。
  【来源:cnBeta.COM】

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