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Schmierstoff bildet sich bei Bedarf von selbst, neue Technik der TU Wien nutzt spezielle 2D Materialien, Einsatz für Weltraumtechnologie denkbar
Wien, PTE, 14. Juni 2023
Forscher der Technischen Universität Wien
(TU Wien) nutzen 2D Materialien für Hightech Schmierstoffe, die sich bei Bedarf von selbst bilden und somit die Reibung in Maschinen effektiv reduzieren. Speziell für Anwendungen im Weltraum, wo flüssige Schmierstoffe versagen und keine Wartung möglich ist, birgt diese neue Technik große Vorteile, heißt es.
Wenige Atomschichten
Die verwendeten 2D Materialien sind Partikel, die nur aus einer oder aus wenigen Atomschichten bestehen. Zu dieser Materialklasse zählen etwa Molybdändisulfid oder Molybdändiselenid – in der Mitte befindet sich eine Schicht aus Molybdän Atomen, darüber und darunter sind #Schwefel oder Selen Atome angekoppelt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmierstoffen wie Öl, die in flüssigem Zustand verwendet werden, können 2D-Materialien in Pulverform genutzt werden. Das ist besonders dann ein großer Vorteil, wenn eine Maschine bei hohen Temperaturen oder im Vakuum funktionieren soll, wo Flüssigkeiten rasch verdampfen würden.
»Wundermittel« #Molybdän
Für einen Test des neuen 2D Materials, das als #Schmierstoff genau dort erst entsteht, wo es gebraucht wird, haben die TU-Wien-Forscher ein mechanisches Bauteil aus #Stahl genommen und es mit einer wenige Mikrometer dünnen Schicht aus Molybdän überzogen. In Pulverform wird dann anschließend Selen hinzugefügt.
»Wenn 2 Bauteile aneinander reiben, kommt es zu einer tribochemischen Reaktion, Selen und Molybdän verbinden sich zu Molybdändiselenid-Flakes, die dann als Schmierstoff wirken. Sobald starke Reibung auftritt, wird der Schmierstoff produziert, die Reibung nimmt sofort drastisch ab und sinkt im Verlauf des Experiments weiter«, so Forscher Philipp Grützmacher.
Im Gegensatz zu Beschichtungen aus vorab synthetisierten 2D Materialien zersetzen sich die Ausgangsmaterialien für den Prozess in Kontakt mit #Sauerstoff oder #Luftfeuchtigkeit nicht. So erweitert sich der Einsatzbereich deutlich. Davon könnten nicht nur #Weltraum #Anwendungen, sondern Einsatzbereiche profitieren, in denen flüssige Schmierstoffe Probleme verursachen.
