MAXMETRIB

Die Umstellung auf erneuerbare Energien und nachhaltigen Verkehr ist für die Verringerung der Schadstoffemissionen unerlässlich. Wir sollten jedoch nicht übersehen, wie wichtig es ist, von vornherein Energie zu sparen. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) sind etwa 30 % der gesamten Reduzierung der Kohlendioxidemissionen (CO2) auf eine effizientere Energienutzung zurückzuführen. Dazu gehört die Verbesserung der Technologie und die Entscheidung für Produkte, deren Betrieb weniger Energie erfordert. Ein Schlüsselbereich, der dabei helfen kann, ist die Tribologie, die Untersuchung von Reibung und Verschleiß zwischen beweglichen Oberflächen. Nahezu jeder Industriezweig ist auf Maschinen mit vielen beweglichen Teilen angewiesen, so dass die Tribologie entscheidend dazu beiträgt, dass diese Maschinen reibungslos und nachhaltig funktionieren. Untersuchungen von Holmberg und Erdemir legen nahe, dass 23 % des weltweiten Energieverbrauchs auf diese Reibungskontakte zurückzuführen sind. Kürzlich betonte der deutsche Bundeskanzler Olaf Scholz in seiner Rede auf der Klimakonferenz in Dubai die Notwendigkeit, die Produktion von erneuerbaren Energien deutlich zu erhöhen und die Energieeffizienz zu verbessern. Hier kommen die Tribologie und innovative Schmierungstechniken ins Spiel. Schmierstoffe sind Substanzen, die zwischen sich bewegende Teile eingebracht werden, um Reibung und Verschleiß zu verringern, wobei traditionell Öle auf Erdölbasis verwendet werden. Da die Ölressourcen jedoch abnehmen und die Nachfrage nach besseren Leistungen, insbesondere unter extremen Bedingungen, steigt, stoßen diese flüssigen Schmiermittel an ihre Grenzen. Es wird erwartet, dass neue Technologien im Bereich der Schmierung eine wichtige Rolle bei der Minimierung von Reibung und Verschleiß spielen werden. Ein vielversprechender Forschungsbereich sind die so genannten zweidimensionalen (2D) Materialien wie Graphen und MoS2. Diese Materialien haben außergewöhnliche Eigenschaften gezeigt, selbst wenn sie in sehr dünnen Schichten verwendet werden. Einige Studien berichten von extrem geringer Reibung, einem Phänomen, das als Superschmierfähigkeit bezeichnet wird und die Effizienz von Maschinen erheblich steigern könnte. Eine neue Gruppe von 2D-Materialien sind die MXene, die erst 2011 entdeckt wurden. MXene bestehen aus Schichten, die nur wenige Atome dick sind und in verschiedenen Formen vorliegen. Bislang wurden viele verschiedene MXene hergestellt, und die Forscher glauben, dass es noch mehr zu entdecken gibt. Aufgrund ihrer einzigartigen Struktur eignen sich MXene ideal für die Untersuchung der Frage, wie sich verschiedene Faktoren - wie Dicke und chemische Zusammensetzung - auf ihre Leistung bei der Verringerung der Reibung auswirken. In dieser Forschungsarbeit soll untersucht werden, wie Dicke und Zusammensetzung von MXenen ihre Wirksamkeit als Festschmierstoffe beeinflussen. Insbesondere werden wir verschiedene MXene- Typen wie Ti2CTx und Ti3C2Tx untersuchen und uns darauf konzentrieren, wie ihre Oberflächen modifiziert werden können, um ihre tribologischen Eigenschaften zu verbessern.