Material PEEK de ultra lubrificação com coeficiente de atrito de 0,029

Para enfrentar os desafios de desgaste dos plásticos de engenharia de alto desempenho em ambientes extremos, pesquisadores chineses alcançaram um grande avanço!
Recentemente, através do design inovador de um material híbrido de dissulfeto de molibdênio e nanotubos de carbono, eles desenvolveram com sucesso compósitos de poliéter éter cetona (PEEK) com propriedades de ultra lubrificação.

01 Vantagens e limitações do PEEK

O poliéter éter cetona (PEEK) é um plástico de engenharia de alto desempenho com excelente estabilidade térmica, resistência mecânica e resistência química. É amplamente utilizado em aeroespacial, engenharia marinha e dispositivos biomédicos.
No entanto, sob condições extremas — alta temperatura, corrosão, tensões dinâmicas — o PEEK puro sofre desgaste acelerado, fadiga superficial e lubrificação insuficiente sob cargas pesadas, limitando suas aplicações industriais.

02 Avanço na pesquisa: Materiais híbridos com controle morfológico

Os pesquisadores introduziram uma estratégia de design com controle morfológico para híbridos de dissulfeto de molibdênio/nanotubos de carbono.
Duas estruturas híbridas foram sintetizadas através de um método hidrotermal de uma etapa:

• MoS₂ Nanoflores/MWCNTs (MW-7)

• MoS₂ Nanotubos/MWCNTs (MT-5)

Entre elas, MoS₂ Nanotubos/MWCNTs (MT-5) destacou-se por sua estrutura de rede 3D única — nanotubos de carbono de paredes múltiplas envolvendo nanotubos ocos de MoS₂ — melhorando significativamente a condutividade térmica, resistência à compressão, dureza e capacidade de carga.

03 Melhorias de desempenho: os números falam por si

Resultados-chave para compósitos PEEK MT-5:

• Resistência mecânica: 184,79 MPa (+23,77% vs. PEEK puro)

• Dureza: 90,08 HD (+5,36%)

• Estabilidade térmica: Resíduo de carbono a 800°C atingiu 61,34%, temperatura de decomposição +7,6°C, condutividade térmica +73,08%

• Propriedades tribológicas: Coeficiente de atrito reduzido em 23,73%, taxa de desgaste reduzida em 88,95%

• Atrito ultrabaixo: 0,029 em etanol anidro, quase superlubrificação alcançada

04 Mecanismos por trás do desempenho

• Reforço 3D: Redes de nanotubos de carbono distribuem cargas externas, melhorando a dureza.

• Formação de filme de transferência: Filme liso reduz o contato direto de atrito.

• Gestão térmica: Condutividade térmica aprimorada previne falhas por calor de atrito.

• Lubrificação com etanol: Ligações de hidrogênio reduzem a força de cisalhamento e a resistência ao atrito.

05 Aplicações industriais e perspectivas

Esta inovação mostra grande potencial em:

• Aeroespacial: Rolamentos e engrenagens com maior confiabilidade.

• Engenharia marinha: Selos e rolamentos resistentes à corrosão e desgaste.

• Equipamentos pesados: Componentes para altas temperaturas e cargas pesadas.

• Dispositivos biomédicos: Articulações artificiais com menos partículas de desgaste e maior vida útil.

A lubrificação à base de etanol oferece uma solução sustentável e ecologicamente correta para superlubrificação, abrindo caminho para aplicações industriais em ambientes severos.