Mecânica

Superlubrificante reproduz-se continuamente para evitar o atrito

Superlubrificante reproduz-se continuamente para evitar o atrito
a-d: Instantâneos atômicos das simulações em momentos selecionados durante a amorfização induzida por enxofre (S-) das nanopartículas de diamante.
e-h: Instantâneos atômicos durante a formação das estruturas de carbono semelhantes a cebolas.[Imagem: Badri Narayanan and Subramanian Sankaranarayanan/ANL]

Superlubricidade

Em 2015, uma equipe do Laboratório Nacional Argonne, nos EUA, criou um material lubrificante com um atrito próximo de zero.

Eles se aproximaram da chamada "superlubricidade" - uma fricção quase zero - em escala macro usando uma mistura de grafeno e cristais microscópicos de diamante industrial.

Agora, ao substituir o grafeno por molibdenita em seu material lubrificante, a equipe percebeu que esse dissulfeto de molibdênio causa uma reação que transforma os nanodiamantes em uma estrutura parecida com a de uma cebola.

O resultado não poderia ser melhor para o efeito lubrificante porque as camadas tipo cebola escorregam umas sobre as outras, aumentando ainda mais a superlubricidade.

A molibdenita tem estado à frente do grafeno nas aplicações eletrônicas, mas parece que ela se dá bem também em outras áreas.

Lubrificante que se renova

O que ocorre é uma reação triboquímica - uma reação química induzida pelas forças do atrito - na qual o dissulfeto de molibdênio se quebra em enxofre e molibdênio, que reagem com os nanodiamantes, quebrando sua estrutura cristalina típica, o que resulta em folhas unidimensionais de carbono, mas com uma estrutura em camadas esféricas, e não planas como o grafite.

Isso significa que o material é um lubrificante auto-gerável - que se reajusta continuamente - o que faz com que ele dure mais do que os lubrificantes secos tradicionais.

O produto final é um lubrificante híbrido seco de alta resistência que poderá ser usado em turbinas eólicas, nos mecanismos dos discos rígidos de computador e virtualmente em qualquer rolamento selado usado em equipamentos que devem funcionar continuamente sem manutenção.

Bibliografia:

Operando tribochemical formation of onion-like-carbon leads to macroscale superlubricity
Diana Berman, Badri Narayanan, Mathew J. Cherukara, Subramanian K. R. S. Sankaranarayanan, Ali Erdemir, Alexander Zinovev, Anirudha V. Sumant
Nature Communications
Vol.: 9, Article number 1164
DOI: 10.1038/s41467-018-03549-6

Optimizing the performance of reactive molecular dynamics simulations for many-core architectures
Hasan Metin Aktulga, Chris Knight, Paul Coffman, Kurt A O’Hearn, Tzu-Ray Shan, Wei Jiang
Nature Communications
DOI: 10.1177/1094342017746221




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