Influência da radiação no comportamento de atrito de filmes finos de dióxido de titânio: fototribologia
Abstract
No deslizamento de duas superfícies, a seco, a força de atrito depende do par de materiais e das condições de contato. Se o material e as condições de operação permanecerem inalterados, a força de atrito é constante. Técnicas para ajustar as forças de atrito são amplamente conhecidas, porém todas elas são processos irreversíveis. Trabalhos recentes avaliam a influência de campos externos elétricos e magnéticos e, em particular, da radiação nas propriedades tribológicas de materiais. Entretanto, poucos estudos publicados até o momento trazem a análise da contribuição da radiação atuando como um quarto corpo (pois além dos dois corpos que estão em movimento relativo, há um terceiro corpo que seria um lubrificante ou o meio) no atrito entre duas superfícies, tornando essa área, praticamente, inexplorada e, consequentemente, muito atraente. Neste trabalho relatamos o controle ativo das forças de atrito em filmes finos de TiO2 sob luz de comprimento de onda específico dentro do espectro ultravioleta. Concluímos que este é um fenômeno reversível, estável e pode ser ajustado/controlado com o comprimento de onda da luz. A análise dos sinais de microscopia de força atômica por transformada wavelet mostra diferentes mecanismos dissipativos atuando no escuro e sob UV. Simulações Ab Initio em TiO2 exposto à luz UV mostram mudanças na densidade eletrônica que podem vir a resultar numa menor sobreposição de orbitais atômicos na superfície, o que leva a uma redução de atrito de até 60 %. Além disso, verificamos que a intensidade luminosa (a qual apresenta uma relação linear a corrente aplicada ao LED) afeta a redução de força de atrito, ou seja, quanto maior a intensidade luminosa incidindo sobre a amostra maior será a redução de atrito. [resumo fornecido pelo autor]