p Enquanto o Mars Perseverance Rover da NASA continua a explorar a superfície de Marte, cientistas na Terra desenvolveram um novo carboneto de metal em nanoescala que poderia atuar como um "superlubrificante" para reduzir o desgaste de futuros rovers. p Pesquisadores do departamento de química da Universidade de Ciência e Tecnologia de Missouri e do Centro de Materiais em nanoescala do Laboratório Nacional de Argonne, trabalhando com uma classe de nanomateriais bidimensionais conhecidos como MXenes, descobriram que os materiais funcionam bem para reduzir o atrito. Os materiais também devem ter um desempenho melhor do que os lubrificantes convencionais à base de óleo em ambientes extremos, diz o Dr. Vadym Mochalin, professor associado de química no Missouri S&T, quem está liderando a pesquisa.

p "Esses materiais superlúbricos são de interesse especial para aplicações avançadas de antidesgaste e lubrificação em condições extremas, como aqueles agora experimentados pelo rover Perseverance em Marte, "Mochalin diz. Ele e seus colegas descrevem sua descoberta em um artigo publicado na edição de março de 2021 da revista Materiais Hoje Avança ("Atingindo superlubricidade com carbonetos de metal de transição 2D (MXenes) e revestimentos de MXene / grafeno").

p Mochalin diz que fez a conexão entre esta pesquisa e a jornada do Perseverance a Marte depois de assistir a aterrissagem do veículo espacial.

p "Quando eu assisti a aterrissagem do rover em Marte, Eu pensei:"E se o lubrificante em uma de suas rodas falhar? Então fiz a conexão com nosso trabalho em MXenes, porque nos lembramos que acabamos de descobrir que MXenes demonstra superlubricidade em uma atmosfera desprovida de oxigênio e umidade, perto do que existe em Marte, "Mochalin diz.

p MXenes (pronuncia-se Maxines) são materiais de carboneto de metal que possuem propriedades incomuns. Por exemplo, sua capacidade de conduzir eletricidade os torna candidatos para uso no armazenamento de energia, sensoriamento e optoeletrônica. Neste último estudo dos materiais, Mochalin e sua equipe conduziram uma série de testes para determinar quão bem eles atuam como lubrificantes de estado sólido com certos materiais.

p Os pesquisadores realizaram testes de fricção bola no disco em escala nanométrica, depositando um carboneto de titânio MXene em um substrato de silício (o disco) que foi revestido com uma fina camada de sílica, que é o principal ingrediente da areia. Em seguida, eles testaram a capacidade do MXene de resistir ao desgaste, deslizando-o contra uma bola de aço revestida com carbono semelhante a um diamante. Eles conduziram esses testes em um ambiente de nitrogênio seco, o que reduz bastante a umidade.

p Mochalin diz que os testes descobriram que a interface MXene entre a esfera de aço e o disco revestido de sílica resultou em um coeficiente de atrito no "regime superlúbrico" de 0,0067 a 0,0017. O coeficiente de atrito refere-se à quantidade de atrito entre dois objetos e é determinado por um valor que geralmente está entre 0 e 1. Quanto menor o valor, menos atrito.

p Quando a equipe adicionou grafeno ao carabina de titânio MXene, os resultados foram ainda melhores. A adição de grafeno "reduziu ainda mais o atrito em 37,3% e o desgaste pelo fator de 2" sem afetar as propriedades do superlubrificante do MXene, os pesquisadores escrevem em seu artigo.

p "Esses resultados abrem novas possibilidades para explorar a família de MXenes em várias aplicações tribológicas, "escrevem Mochalin e seus colegas. Tribologia é o estudo da fricção, desgaste e lubrificação de superfícies de interação.

p Benefícios realistas

p Embora esses superlubrificantes possam ser úteis para máquinas em ambientes extraterrestres - de rovers de Marte a equipamentos de mineração de asteróides - eles também podem ter benefícios mais realistas. Ao contrário dos lubrificantes à base de óleo, MXenes não dependeria de fontes de energia não renováveis, como carvão ou petróleo, Mochalin diz.