Título: | NANOTRIBOLOGIA EM GRAFENO E OUTROS MATERIAIS ATOMICAMENTE FINOS | ||||||||||||
Autor: |
FELIPE PTAK LEMOS |
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Colaborador(es): |
RODRIGO PRIOLI MENEZES - Orientador CLARA MUNIZ DA SILVA DE ALMEIDA - Coorientador |
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Catalogação: | 28/DEZ/2020 | Língua(s): | PORTUGUÊS - BRASIL |
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Tipo: | TEXTO | Subtipo: | TESE | ||||||||||
Notas: |
[pt] Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio. [en] All data contained in the documents are the sole responsibility of the authors. The data used in the descriptions of the documents are in conformity with the systems of the administration of PUC-Rio. |
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Referência(s): |
[pt] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=51020&idi=1 [en] https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/projetosEspeciais/ETDs/consultas/conteudo.php?strSecao=resultado&nrSeq=51020&idi=2 |
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DOI: | https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.51020 | ||||||||||||
Resumo: | |||||||||||||
Neste trabalho foi estudado o atrito em escala nanométrica em materiais
atomicamente finos, como o grafeno e os dicalcogenetos de metais de transição
(TMD) como o dissulfeto de molibdênio (MoS2) e o dissulfeto de tungstênio
(WS2). Para tanto, foi utilizado um microscópio de força atômica (AFM), de
modo que uma ponta de nitreto de silício suportada por uma haste (cantiléver)
é deslizada sob a superfície do material em análise, e o atrito é quantificado
de acordo com a deformação lateral da haste. Diferentes parâmetros foram
alterados durante a varredura para verificar suas influências, tais como a força
normal aplicada durante a varredura e a velocidade relativa em que o sistema
ponta-amostra desliza. Parâmetros relativos às superfícies, como número de
camadas, rugosidade e adesão também foram investigados. Com a variação da
velocidade de deslizamneto, verificamos uma dependência linear com o logaritmo
da velocidade, até um ponto de saturação. Esta dependência é amplificada
de acordo com o número de camadas do grafeno, de modo que numa monocamada
essa inclinação é mais acentuada do que nas demais camadas. Usando o
modelo de Prandtl-Tomlinson termicamente ativo, conseguiu-se determinar o
potencial de interação entre a ponta do AFM e a superfície analisada, as forças
críticas em que a saturação do atrito ocorre e a frequência estipulada com que
os eventos de superação da barreira de pontecial acontecem. Com a variação
da força normal aplicada, os resultados mostram que grafeno e MoS2 seguem
o modelo Johnson-Kendall-Roberts (JKR) de mecânica de contato, enquanto
o WS2 segue o modelo Derjaguin-Muller-Toporov (DMT). Para explicar tal
diferença, uma hipótese associada ao efeito piezoelétrico é estipulada. Ademais,
foi observado que a contaminação das superfícies de grafeno por adsorção de
hidrocarbonetos pela exposição ao ar aumenta o atrito medido, e altera sua
relação à carga aplicada. Os estágios iniciais da contaminação foram observados,
e notou-se que esta se propaga da monocamada para as demais camadas
da folha de grafeno, com diferentes taxas de área contaminada por tempo.
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