p Grafeno, uma forma modificada de carbono, oferece potencial versátil para uso em componentes de máquinas de revestimento e no campo de interruptores eletrônicos. Uma equipe internacional de pesquisadores liderada por físicos da Universidade de Basel tem estudado a lubricidade desse material em escala nanométrica. Uma vez que quase não produz atrito, pode reduzir drasticamente a perda de energia em máquinas quando usado como revestimento, como os pesquisadores relatam no jornal Ciência . p No futuro, o grafeno pode ser usado como um revestimento extremamente fino, resultando em perda de energia quase nula entre as peças mecânicas. Isso se baseia na lubricidade excepcionalmente alta - ou a chamada superlubricidade - do carbono modificado na forma de grafeno. A aplicação dessa propriedade a dispositivos mecânicos e eletromecânicos não só melhoraria a eficiência energética, mas também aumentaria consideravelmente a vida útil do equipamento.

p Descobrir as causas do comportamento do lubrificante

p Uma comunidade internacional de físicos da Universidade de Basel e do Empa estudou a lubricidade acima da média do grafeno usando uma abordagem dupla que combina experimentação e computação. Para fazer isso, eles ancoraram tiras bidimensionais de átomos de carbono - as chamadas nanofitas de grafeno - a uma ponta afiada e as arrastaram por uma superfície de ouro. Cálculos baseados em computador foram usados ​​para investigar as interações entre as superfícies à medida que se moviam umas sobre as outras. Usando essa abordagem, a equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Ernst Meyer na Universidade de Basel espera descobrir as causas da superlubricidade; até agora, poucas pesquisas foram realizadas nesta área.

p Ao estudar as fitas de grafeno, os pesquisadores esperam aprender mais do que apenas o comportamento de escorregões. Medir as propriedades mecânicas do material à base de carbono também faz sentido porque oferece excelente potencial para uma ampla gama de aplicações no campo de revestimentos e interruptores micromecânicos. No futuro, até mesmo interruptores eletrônicos poderiam ser substituídos por interruptores nanomecânicos, que usaria menos energia para ligar e desligar do que os transistores convencionais.

p Os experimentos revelaram-se quase perfeitos, movimento sem atrito. É possível mover fitas de grafeno com um comprimento de 5 a 50 nanômetros usando forças extremamente pequenas (2 a 200 piconewtons). Existe um alto grau de consistência entre as observações experimentais e a simulação computacional.

p Uma discrepância entre o modelo e a realidade aparece apenas em distâncias maiores (cinco nanômetros ou mais) entre a ponta de medição e a superfície de ouro. Isso provavelmente ocorre porque as bordas das nanofitas de grafeno estão saturadas com hidrogênio, o que não foi contabilizado nas simulações.

p "Nossos resultados nos ajudam a entender melhor a manipulação de produtos químicos no nível nano e abrir caminho para a criação de revestimentos sem atrito, "escrevem os pesquisadores.