o que é a Tribologia?
Tribologia é a Ciência da fricção, desgaste e lubrificação e é verdadeiramente interdisciplinar. Estuda a interação das superfícies móveis e todos os aspectos relacionados com atrito, desgaste, lubrificação, aderência, triboquímica, etc. Tribology solutions are applied in automotive industry, rolamentos, space, sports, food, health and biomedical, renewable energy and other numerous fields.
O termo “tribologia” é derivado da palavra grega ‘tribos’ (τρίβοσ) que significa “esfregar”, ou para esfregar e ele foi inventado em 1964, enquanto a exploração de atrito começou bem no passado em algum momento de 50.000 a. C., quando os seres humanos começaram a usar-lo para obter incêndio (ver história da tribologia). Civilizações antigas no Egito e na China aplicaram princípios de lubrificação para transportar pedras pesadas usadas em seus edifícios gigantescos. No entanto, os primeiros estudos sistemáticos de tribologia foram realizados por Leonardo Da Vinci – primeiro tribologista do mundo em 1490-1500. Ele se concentrou em todos os tipos de fricção e fez uma distinção entre deslizar e rolar fricção.
a importância da tribologia aumenta devido ao fato de que as perdas de fricção e desgaste consomem energia, que de outra forma poderia ser economizada. O Professor Jost estimou que o investimento mínimo (com relação de 1 a 50 para o resultado) na investigação e desenvolvimento de melhores práticas tribológicas poderia economizar de 1% a 1,4% do Produto Nacional Bruto . Além dos efeitos econômicos, a tribologia pode ser usada para reduzir as emissões 
aumentando a eficiência energética e, assim, ajudar a manter o nosso planeta. A indústria de transportes é uma das maiores consumidoras de energia, mas também fonte de emissão, ao mesmo tempo em que é potencialmente otimizada pelo uso de soluções de tribologia de ponta. As partículas de desgaste podem ser uma fonte de danos mecânicos em rolamentos, quebras de disco, MEMS, mas também são prejudiciais para a saúde humana se penetrarem da atmosfera para o corpo humano. Os resultados da pesquisa tribológica, portanto, pode ser usado para resolver problemas importantes da sociedade.
Green Tribology
the term green tribology has become part of the vocabulary now. Tribologia verde é um ramo da tribologia que se relaciona especificamente com a manutenção de um equilíbrio ecológico de qualquer potencial impacto ambiental e biológico das interações entre várias superfícies que podem ocorrer entre os materiais. Green tribology trabalha para garantir que qualquer atrito e desgaste que ocorre entre os materiais acontece de uma maneira ambientalmente amigável. Pesquisadores no campo da tribologia verde também estão olhando para turbinas de energia eólica, painéis solares e turbina de maré. Estão a concentrar-se em ser mais amigos do ambiente e sustentáveis no futuro.
a tribologia Verde tem três princípios básicos destinados a garantir um impacto limitado no ambiente e na saúde humana. Estes três princípios são a biomimética (imitando os modelos, sistemas e elementos da natureza para resolver problemas humanos complexos) e materiais e superfícies auto-lubrificantes, lubrificações biodegradáveis e ambientalmente amigáveis, e fontes renováveis e/ou sustentáveis de energia.
especificamente, a tribologia verde procura minimizar o atrito, minimizar o desgaste, reduzir e/ou eliminar a lubrificação, criar lubrificação natural, manter os princípios de engenharia verde e química, e monitoramento em tempo real dos sistemas de tribologia.
tribologia verde é um conceito bastante novo; no entanto, já está a desempenhar um papel importante na garantia de que todos os sistemas industriais são capazes de funcionar de uma forma respeitadora do ambiente. Além disso, os pesquisadores estão olhando para métodos para integrar tribologia verde e desenvolver sistemas que são completamente sustentáveis em termos de design de engenharia e produção de energia.
lubrificação
para controlar a fricção e os lubrificantes de desgaste são utilizados. Os lubrificantes separam superfícies de fricção do contato direto através da criação de uma película lubrificante. A película protege as superfícies do desgaste e o lubrificante é escolhido para controlar (principalmente reduzir) o atrito. O lubrificante pode apresentar-se em formas líquidas, gasosas, sólidas ou mesmo combinadas, como no caso das emulsões e massas lubrificantes .
frequentemente, os lubrificantes são óleos líquidos e geram uma camada lubrificante muito fina para separar as superfícies de fricção. Esta camada é compartilhada mais facilmente do que os sólidos e, portanto, o atrito e, em muitos casos, o desgaste são reduzidos. A teoria clássica de lubrificação hidrodinâmica pode ser efetivamente utilizada para prever a espessura do filme, mas também a fricção gerada pelo lubrificante e para projetar componentes mecânicos. Para os materiais e condições de engenharia mais comuns, o atrito da camada é menor do que o atrito entre os sólidos. Além de separar as superfícies, os lubrificantes líquidos também reduzem o aumento da temperatura, limpam as superfícies, eliminam escombros de desgaste e regeneram películas de proteção. Note-se, no entanto, que a teoria clássica de lubrificação da redução do atrito atingiu seu limite fundamental (o atrito de 0,01-0,04) e não pode ajudar a reduzir ainda mais o atrito. Portanto, outras teorias têm de ser desenvolvidas.
Superlubricidade
a principal desvantagem da abordagem de lubrificação clássica para reduzir o atrito e o desgaste é a confiança no desenvolvimento de uma película lubrificante suficientemente espessa para separar as superfícies do contacto directo. Infelizmente, a espessura do filme é determinada pela viscosidade do lubrificante. Para separar duas superfícies microscopicamente ásperas do contato, uma película lubrificante mais espessa do que o nível de rugosidade é necessário, de modo que a viscosidade tem que ser alta o suficiente. Maior viscosidade significa maior força de atrito é desenvolvida pelo lubrificante nas superfícies dos sólidos e resulta em maiores perdas de energia. Como foi mencionado acima, isso traz o limite fundamental para a aplicação da abordagem de lubrificação hidrodinâmica.
Superlubricidade é um termo recentemente inventado na tribologia, que é geralmente definido como o estado, no qual o coeficiente de atrito é baixo. A definição de “baixo” não é bem clara, mas pode ser assumida menos de 0,01-0,001. Devido à generalidade da definição, os mecanismos da superlubricidade podem ser de natureza diversa. Na escala nano, a superlubricidade estrutural pode ocorrer, se os reticulados de cristal dos corpos de contato são incomensuráveis. A formação de nano rolamentos também pode levar ao estado de superlubricidade, alterando o atrito de deslizar para rolar. O atrito Ultra-baixo foi relatado em pares de aço lubrificado para misturas glicerol/água devido à geração de camada de ligação a hidrogénio facilmente sharável. As forças repulsivas de Van der Waals mostraram ser capazes de levar ao estado de superlubricidade entre uma ponta AFM de ouro e substrato de Teflon. A realização dos Estados superlubric mencionados tipicamente requer condições muito especiais, tais como vácuo, ou materiais, tais como grafeno, carbono diamante, etc. Portanto, a tradução do estado superlubrico em macroscale e ambiente comum é um desafio.