Uma pesquisa conduzida por cientistas da Universidade de Sydney e da Organização Australiana de Ciência e Tecnologia Nuclear (ANSTO) descobriu os complexos mecanismos em nanoescala por trás do desgaste - um processo que resulta na perda gradual de material da superfície de objetos sólidos devido ao contato repetido e deslizando contra outras superfícies.

O desgaste é uma das principais causas de falha e degradação de materiais, afetando uma ampla gama de indústrias, incluindo manufatura, transporte e produção de energia. Compreender os mecanismos por trás do desgaste em escala atômica é crucial para o desenvolvimento de estratégias para mitigar seus efeitos e melhorar a durabilidade dos materiais.

Em seu estudo, publicado na revista "Nature Materials", a equipe de pesquisa usou uma combinação de técnicas experimentais avançadas e simulações de computador para investigar o comportamento dos materiais em nanoescala durante o desgaste. Eles se concentraram em um processo conhecido como “desgaste por atrito”, que ocorre quando duas superfícies estão em contato e sujeitas a vibrações de pequena amplitude e alta frequência.

Usando um microscópio de força atômica (AFM) customizado, os pesquisadores observaram a formação e o crescimento de detritos de desgaste em nível atômico. Eles descobriram que as partículas de desgaste são geradas através de uma combinação de mecanismos, incluindo deformação plástica, embaralhamento atômico e quebra de ligações químicas entre átomos.

A equipe também realizou simulações de dinâmica molecular para obter mais informações sobre os processos em escala atômica envolvidos no desgaste. Essas simulações revelaram a complexa interação entre rugosidade superficial, temperatura e tensão aplicada, que influenciam a formação e liberação de partículas de desgaste.

A pesquisa fornece uma compreensão fundamental dos mecanismos por trás do desgaste em escala atômica, oferecendo informações valiosas para o desenvolvimento de materiais avançados com maior resistência ao desgaste. Ao controlar esses processos em nanoescala, pode ser possível projetar materiais que sejam mais duráveis ​​e menos suscetíveis a falhas induzidas pelo desgaste.

As descobertas deste estudo têm amplas implicações para as indústrias que dependem de materiais sujeitos ao desgaste, como os setores automotivo, aeroespacial e de manufatura. Ao compreender as causas profundas do desgaste em nível atômico, os pesquisadores podem desenvolver estratégias direcionadas para minimizar seu impacto e aumentar a vida útil dos materiais.