Um supermaterial high-tech é uma excelente... graxa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/05/2021

O material tem camadas atômicas que escorregam umas nas outras - e resiste a temperaturas muito mais altas que outros lubrificantes.
[Imagem: Tuwien]

Tecnologias contra o atrito

Logo depois do grafeno surgiram os MXenos (pronuncia-se mecsenos), materiais 2D que já saíram na frente de seu parente mais famoso em várias áreas, principalmente na fabricação de baterias.

Enquanto o grafeno consiste em folhas de carbono puro, com apenas um átomo de espessura, os MXenos, também conhecidos como fases MAX, seguem a fórmula geral Mn+1AXn, onde M é um metal de transição, A é um elemento do grupo A da Tabela Periódica e X é carbono ou nitrogênio.

Se você pegar um monte de folhas de grafeno e empilhá-las, você terá grafite, o mesmo que é usado nas pontas dos lápis, mas que também é um lubrificante excelente porque as folhas de grafeno deslizam facilmente umas sobre as outras.

Pesquisadores da Áustria descobriram agora que, além de seu promissor futuro tecnológico, os MXenos também escorregam muito bem.

De fato, eles se mostraram lubrificantes muito superiores porque vêm com um adicional de alto valor para a engenharia: Eles suportam temperaturas elevadíssimas.

Lubrificante MXeno

"Você primeiro começa com as chamadas fases MAX, que são sistemas de camadas especiais que consistem em titânio, alumínio e carbono, por exemplo," explicou o professor Carsten Gachot, da Universidade Tecnológica de Viena. "O truque crucial é arrancar fora o alumínio usando ácido fluorídrico."

O que resta então é uma pilha de camadas atomicamente finas de titânio e carbono que ficam soltas umas sobre as outras, como folhas de papel. Cada camada é relativamente estável por si só, podendo ser facilmente deslocadas umas contra as outras.

E, ao contrário, dos óleos, o material é sólido, podendo assumir a consistência de uma graxa ou de um pó, como o grafite.

Ao testar o efeito lubrificante desse material, o atrito entre duas superfícies de aço foi reduzido a apenas 16% da abrasão sem lubrificação.

E o que chamou a atenção foi a resistência ao desgaste excepcionalmente alta: Mesmo após 100.000 ciclos de movimento, a camada de lubrificação MXeno continuava funcionando sem problemas.

"Coisas semelhantes foram tentadas com outros materiais de película fina, como grafeno ou dissulfeto de molibdênio," contou Gachot. "Mas eles reagem com sensibilidade à umidade na atmosfera. As moléculas de água podem alterar as forças de ligação entre as camadas individuais. Com os MXenos, por outro lado, isso desempenha um papel menor. Acreditamos que esses MXenos possam em breve ser produzidos em uma escala maior."

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