Atualizado 25 de julho de 2025 por Sergio A. Loiola
Eletrolubrificação, ou Lubrificar com eletricidade alternada. Reduzir a fricção entre duas superfícies metálicas usando corrente elétrica. É durável e reduz muito o desgaste.
Aisheng Song e colegas da Universidade Tsinghua, na China, descobriram que uma corrente alternada, como a que é fornecida pelas tomadas em nossas casas, permite reduzir o atrito e o desgaste induzindo uma redistribuição dinâmica da densidade eletrônica através do material.
A pesquisa foi publicada na Revista Nature Communications.
A descoberta da lubrificacão com eletricidade alternada tem grande potencial para potencializar e até substituir as maneiras clássicas de lubrificar máquinas: Óleo, graxa ou lubrificantes sólidos, como o grafite, para reduzir o atrito, diminuir o desgaste das peças e aumentar a vida útil da máquina.
Vamos conhecer um pouco mais dessa magnifica descoberta. Reduzir a fricção entre duas superfícies metálicas usando uma corrente elétrica.
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Corrente alternada em frequências específicas reduz a força de atrito
Reduzir o atrito tem sido uma busca humana há séculos e é especialmente importante para o desenvolvimento da nanotecnologia.
Hoje em dia, com a compreensão do atrito em nível atômico, é possível reduzi-lo modulando a configuração e o movimento dos átomos interfaciais.
Na busca por alternativas a equipe de Pesquisadores descobriu que a aplicação de uma corrente alternada em frequências específicas reduz a força de atrito entre a ponta metálica de um microscópio eletrônico de varredura e um material bidimensional em aproximadamente 75%.
Ainda serão necessários maiores estudos para usar essa técnica em motores de carros ou máquinas industriais, mas ela já está prontamente disponível para o reino das tecnologias em escala micro e nano, incluindo robôs e equipamentos miniaturizados, como os sistemas microeletromecânicos (MEMS) e nanoeletromecânicos (NEMS).
Vídeo: Eletricidade estática e levitação
“Este mecanismo de redução do atrito ativado eletricamente é aplicável a diversas interfaces de materiais 2D condutores, fornecendo ainda uma estrutura teórica para compreender e prever as contribuições eletrônicas para a modulação do atrito. Ela pode oferecer uma nova solução para um dos principais desafios que têm dificultado a aplicação prática dos MEMS/NEMS por décadas: O desgaste severo sob alta carga mecânica,” disse o professor Tian-Bao Ma, coordenador da equipe.
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Como ocorre a Lubrificação elétrica?
Ao contrário da redução do atrito induzida por vibração mecânica, a frequência da corrente alternada ideal para minimizar o atrito não corresponde à frequência de ressonância do sistema, mas sim à frequência das ondulações da superfície.
Além disso, a força eletrostática gerada pela corrente alternada, a ordem de 1 nanonewton (nN), é substancialmente menor que a carga normal aplicada (aproximadamente 840 nN), sugerindo um mecanismo fundamental distinto para a redução do atrito.
Cálculos de primeiros princípios feitos pela equipe indicam que o mecanismo chave para a eletrolubrificação é a redistribuição dinâmica da densidade eletrônica induzida pela corrente alternada.
E isso é fundamentalmente diferente dos métodos de vibração mecânica ou ativação térmica.
O baixo nível de atrito induzido eletricamente manteve-se por quase 20 horas (70.000 segundos) sob uma pressão de contato de 9,1 GPa (gigapascal) e uma densidade de corrente de 100 GA/m2 (gigaampere por metro quadrado), sem desgaste observável.
Os pesquisadores confirmaram os resultados em diferentes interfaces metálicas, incluindo grafeno depositado sobre um substrato de níquel, irídio depositado sobre grafeno e cobre, e irídio e ouro depositados sobre nitreto de boro hexagonal (h-BN).
“Este trabalho propõe um método viável e robusto para reduzir o atrito e o desgaste em dispositivos nanomecânicos e avança a compreensão e a previsão da contribuição eletrônica no ajuste do atrito,” concluiu a equipe.
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Alem disso, os pesquisadores apresentaram um modelo de atrito em nível eletrônico (modelo PTT-E) apresentado para desvendar e quantificar o efeito de ajuste, mostrando que a redistribuição dinâmica da densidade eletrônica induzida por corrente alternada é a chave para a redução do atrito.
Com a proposta de um método viável e robusto para reduzir o atrito e o desgaste em dispositivos nanomecânicos, avança a compreensão e a previsão da contribuição eletrônica no ajuste do atrito.
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É Livre a reprodução de matérias mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space
ELETRO-LUBRIFICAÇÃO: ELETRICIDADE REDUZ MUITO O ATRITO
Bibliografia
Revista: Nature Communications
Artigo: Tuning friction force and reducing wear by applying alternating electric current in conductive AFM experiments
Autores: Aisheng Song, Jian-Xun Zhao, Xin Tang, Hai-Jun Wu, Zhiyue Xu, Jiawei Cao, Xiao Liu, Hui Wang, Qunyang Li, Yuan-Zhong Hu, Xin Li, Jianbin Luo, Tian-Bao Ma
Vol.: 16, Article number: 4704
DOI: 10.1038/s41467-025-59989-4
Inovação Tecnológica
Lubrificar com eletricidade? Funciona, é durável e reduz muito o desgaste
