mXene: novo nanomaterial com propriedades lubrificantes

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Micrografia eletrônica de varredura de nanofolhas esfoliadas de MXene. (Imagem: Babak Anasori, Drexel University)

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mXene pode ser lubrificante

Pesquisadores de uma universidade austríaca encontraram propriedades lubrificantes em um nanomaterial bidimensional, o mXene, anunciaram na semana passada. O material, pronunciado “maxene”, pode ser usado como lubrificante mesmo em condições extremas de temperatura.

O grupo da Universidade de Tecnologia de Viena, ou TU Wien, trabalhou ao lado de equipes da Saarland University na Alemanha, da Purdue University nos Estados Unidos e da Universidad de Chile no Chile. “Assim como o material de carbono grafeno, os mXenes pertencem à classe dos chamados materiais 2D: suas propriedades são essencialmente determinadas pelo fato de serem camadas ultrafinas, camadas atômicas únicas, sem fortes ligações com a camada acima ou abaixo, ”TU Wien explicou em um comunicado de imprensa emitido em 20 de abril.

Camadas deslizantes

Como essas camadas podem ser facilmente deslocadas umas contra as outras, isso torna o material bom para lubrificação. “Sem gerar abrasão, o deslizamento de resistência extremamente baixa é possível”, disse o comunicado. “O atrito entre as superfícies de aço poderia ser reduzido para um sexto – e com resistência ao desgaste excepcionalmente alta.

Mesmo após 100.000 ciclos de movimento, a camada de lubrificação mXene ainda funciona sem problemas. ” Isso torna o lubrificante em pó útil em condições extremas, como espaço.

De acordo com a universidade, o óleo lubrificante evaporaria no vácuo durante as missões espaciais, enquanto o mXene na forma de pó fino poderia ser usado na mesma aplicação. “Coisas semelhantes foram tentadas com outros materiais de filme fino, como grafeno ou dissulfeto de molibdênio”, acrescentou Carsten Gachot, professor e chefe do grupo de tribologia do Instituto de Projeto de Engenharia e Desenvolvimento de Produto da TU Wien.

“Mas eles reagem com sensibilidade à umidade na atmosfera. As moléculas de água podem alterar as forças de ligação entre as camadas individuais. Com mXenes, por outro lado, isso desempenha um papel menor. ” MXenes também oferece propriedades de resistência ao calor e pode ser usado na indústria do aço, onde peças que se movem mecanicamente podem, às vezes, atingir uma temperatura de várias centenas de graus Celsius, disse Gachot.

Escala maior em breve

Muitos outros lubrificantes oxidam em altas temperaturas e perdem sua lubricidade. “Também já existe um grande interesse por esses materiais por parte da indústria”, disse Gachot. “Presumimos que tais mXenes possam em breve ser produzidos em uma escala maior.”

O nanomaterial tem pelo menos uma dimensão entre 1 e 100 nanômetros. Um nanômetro é aproximadamente um bilionésimo de um metro.

Devido a algumas de suas propriedades únicas, os pesquisadores procuraram maneiras de usar nanomateriais em uma variedade de indústrias e aplicações, incluindo semicondutores, engenharia de superfície e medicina.

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