محققان با نانو مواد دوبعدی ابر روان کننده بهتر برای مریخ نوردها ساختند

محققان با استفاده از نوعی نانو ماده دوبعدی، روان کننده جدیدی ساخته‌اند که می‌تواند دوام قطعات متحرک و حساس مریخ نوردهای آینده را در محیط خشن سیاره سرخ افزایش دهد.

سیاره سرخ محیط و آب و هوای بسیار خشنی دارد، به همین دلیل مریخ نوردهای رباتیک به گونه‌ای ساخته می‌شوند که تا سال‌ها بدون مشکل فعالیت کنند. برای نمونه مریخ نورد استقامت از روان کننده‌ای استفاده می‌کند که دستکم تا ۱۵ سال بدون مشکل خاصیت خود را حفظ می‌کند. روان کننده‌ها نه تنها باید روی مریخ دوام بیاورند، بلکه باید از فرآیندهای متعدد استرلیزه شدن پیش از پرتاب مریخ نورد نیز سربلند بیرون بیایند.

محققان دانشگاه علم و فناوری میزوری (Missouri S&T) به منظور ساخت روان کننده بهتر برای مریخ نوردهای آینده، توجه خود را معطوف موادی به نام مکسین‌ها (MXene) کردند. مکسین‌ها، کاربید فلزات هستند؛ ترکیباتی دو بعدی و غیر ارگانیک با خصوصیاتی غیرمعمول مثل رسانایی الکتریکی. می‌توان آن‌ها را به گونه‌ای پیکربندی کرد تا سطحی سخت با کمترین میزان اصطکاک ایجاد کنند.

پژوهشگران به منظور ساخت روان کننده جدید، مکسین کاربید تیتانیوم را روی یک بستر (سوبسترا) دیسک شکل سیلیکونی با پوشش سیلیکا قرار دادند. سپس به منظور شبیه‌سازی محیط مریخ که رطوبت در آن نزدیک به صفر است، دیسک در یک اتمسفر نیتروژنی قرار گرفت و روی یک سازه الماس شکل فولادی پوشیده شده از کربن کشیده شد.

نتایج آزمایش نشان داد که این مکسین به یک «اَبَر روان کننده» تبدیل شده و از ضریب اصطکاک 0.0067 تا 0.0017 برخوردار است. (۰ به معنای نبود اصطکاک و ۱ به معنی ایستایی است.) محققان سپس گرافین را به مکسین اضافه کرده و اصطکاک را ۳۷.۳ درصد کاهش دادند. از این ماده نه تنها برای مأموریت‌های فضایی، بلکه برای مصارف زمینی نیز می‌توان استفاده کرد چون برخلاف تمام روان کننده‌های موجود به هیچ گونه سوخت فسیلی به عنوان ماده خام نیاز ندارد.

نتایج این تحقیق در ژورنال Materials Today Advances منتشر شده است.