mXene: nuevo nanomaterial con propiedades lubricantes

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Micrografía electrónica de barrido de láminas de nanene exfoliadas de MXene. (Imagen: Babak Anasori, Universidad de Drexel)

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mXene puede ser lubricante

Investigadores de una universidad austriaca encontraron propiedades lubricantes en un nanomaterial bidimensional, mXene, anunciado la semana pasada. El material, pronunciado “maxene”, se puede utilizar como lubricante incluso en condiciones de temperatura extremas.

El grupo de la Universidad Tecnológica de Viena, o TU Wien, trabajó junto a equipos de la Universidad de Saarland en Alemania, la Universidad de Purdue en Estados Unidos y la Universidad de Chile en Chile. “Al igual que el material de carbono de grafeno, los mXenes pertenecen a la clase de los llamados materiales 2D: sus propiedades están determinadas esencialmente por el hecho de que son capas ultrafinas, capas atómicas únicas, sin fuertes conexiones con la capa superior o inferior”. TU Wien explicó en un comunicado de prensa emitido el 20 de abril.

Capas deslizantes

Como estas capas se pueden desplazar fácilmente entre sí, esto hace que el material sea bueno para la lubricación. “Sin generar abrasión, es posible el deslizamiento de resistencia extremadamente baja”, dice el comunicado. “La fricción entre las superficies de acero podría reducirse a un sexto y con una resistencia al desgaste excepcionalmente alta.

Incluso después de 100.000 ciclos de movimiento, la capa de lubricación mXene sigue funcionando sin problemas. ”Esto hace que el lubricante en polvo sea útil en condiciones extremas, como el espacio.

Según la universidad, el aceite lubricante se evaporaría al vacío durante las misiones espaciales, mientras que mXene en forma de polvo fino podría usarse en la misma aplicación. “Se han intentado cosas similares con otros materiales de película delgada, como el grafeno o el disulfuro de molibdeno”, agregó Carsten Gachot, profesor y jefe del grupo de tribología en el Instituto TU Wien de Diseño de Ingeniería y Desarrollo de Productos.

“Pero reaccionan con sensibilidad a la humedad de la atmósfera. Las moléculas de agua pueden alterar las fuerzas de unión entre capas individuales. Con mXenes, por otro lado, esto juega un papel menor. MXenes también ofrece propiedades de resistencia al calor y se puede utilizar en la industria del acero, donde las piezas mecánicamente móviles a veces pueden alcanzar temperaturas de varios cientos de grados Celsius, dijo Gachot.

Próximamente una escala mayor

Muchos otros lubricantes se oxidan a altas temperaturas y pierden su lubricidad. “También existe un gran interés en estos materiales por parte de la industria”, dijo Gachot. “Suponemos que tales mXenes pronto se pueden producir a mayor escala”.

El nanomaterial tiene al menos una dimensión entre 1 y 100 nanómetros. Un nanómetro es aproximadamente una mil millonésima parte de un metro.

Debido a algunas de sus propiedades únicas, los investigadores buscaron formas de usar nanomateriales en una variedad de industrias y aplicaciones, incluidos semiconductores, ingeniería de superficies y medicina.

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