Die Forschungsarbeiten der Gruppe 2D-Materialien konzentrieren sich auf die tribologischen Mechanismen von zweidimensionalen (2D) Materialien, darunter 2D-Übergangsmetallcarbide und -nitride (MXene), Übergangsmetalldichalcogenide (TMDs) und Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis. 2D-Materialien, die sich dadurch auszeichnen, dass sie nur aus einer oder wenigen Atomschichten bestehen, haben einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften gezeigt. Das Interesse, sie für tribologische Zwecke zu nutzen, rührt vor allem von der Fähigkeit benachbarter Schichten her, leicht aneinander vorbeizugleiten, ähnlich wie bei einem Spielkartensatz. Insbesondere MXene sind aufgrund ihrer enormen Vielfalt eine faszinierende Familie von 2D-Materialien, die es uns ermöglichen, ihre Eigenschaften auf eine bestimmte Anwendung abzustimmen.

In-operando-Bildung von zweidimensionalen Materialien

Darüber hinaus untersuchen wir die Bildung von 2D-Materialien, die durch die Spannungen und die Wärmeentwicklung in einem tribologischen Kontakt entstehen. Dies hat einen großen Vorteil gegenüber der klassischen Verwendung von Festschmierstoffen, da die Notwendigkeit einer Beschichtung entfällt. 

Laser-Oberflächentexturierung

Wenn es um die tribologische Leistung von Festschmierstoffbeschichtungen auf der Basis von 2D-Materialien geht, ist einer ihrer größten Nachteile ihre begrenzte Verschleißlebensdauer, die zu einer schnellen Verschlechterung ihrer Funktionalität führt. Um hier Abhilfe zu schaffen, kombinieren wir die Laseroberflächentexturierung mit der Festschmierstoffbeschichtung, wodurch sich die Verschleißfestigkeit dieser Beschichtungen erheblich verbessern lässt.