В Венском техническом университете создана новая смазка на основе специальных 2D-материалов
Ученые из Венского технологического университета разработали новый смазочный материал, который эффективно снижает трение в условиях его повышенного уровня. Эта смазка с узлом трения создает саморегулирующуюся систему.
Технология, основанная на 2D-материалах, предлагает существенные преимущества, особенно в космических приложениях, где традиционные жидкие смазки выходят из строя и их обслуживание невозможно.
В отличие от привычных смазочных материалов, таких как масло, которые функционируют в жидком состоянии, 2D-материалы могут быть использованы в виде порошка. Это особенно важно для машин, работающих при высоких температурах или в вакууме, где жидкости быстро испаряются.
Однако при обычных условиях на Земле работа с такими материалами может быть проблематичной. Контакт с кислородом или влагой может привести к их окислению и сделать их непригодными для использования. «Оптимальное решение — это 2D-материал, который создается именно там, где он необходим», – отмечает доктор Филипп Грюцмахер из Института инженерного проектирования и разработки продукции Венского технического университета. «Именно это мы и разработали».
Филипп Грюцмахер работает в группе под руководством профессора Карстена Гашо, который возглавляет исследовательский отдел трибологии Технического университета Вены.
Для создания новой смазки исследователи берут стальной механический компонент и покрывают его слоем молибдена толщиной в несколько микрометров, после чего добавляют порошковый селен.
«При механическом воздействии, например, когда два таких компонента трутся друг о друга, происходит трибохимическая реакция, в которой селен и молибден объединяются, образуя чешуйки диселенида молибдена, которые действуют как смазка», – объясняет Грюцмахер. «Наши исследования показывают, что при возникновении сильного трения выделяется смазка, что резко снижает уровень трения и позволяет ему продолжать падать на протяжении всего эксперимента». При помощи специальной визуализации было подтверждено, что этот эффект действительно является результатом образования ультратонких слоев селенида молибдена.
В отличие от покрытий из заранее синтезированных двумерных материалов (например, MoS2), исходные компоненты (порошок молибдена и селена) не разлагаются при взаимодействии с кислородом или атмосферной влагой. Это значительно расширяет возможности применения данной смазочной системы.
