O que é um revestimento de camaleão?
Um revestimento de camaleão é um tipo de camada superficial aplicada a vários produtos manufaturados que possui qualidades adaptativas. Geralmente, é composto de materiais projetados em escala nanotecnológica em torno do tamanho de átomos individuais ou pequenas moléculas. Os revestimentos são projetados para ter propriedades como a capacidade de alterar a textura da superfície ou responder dinamicamente à umidade, temperaturas extremas ou ambientes de vácuo, como para revestimentos reutilizáveis de veículos de lançamento em foguetes. Revestimentos compostos são frequentemente usados, compostos de várias camadas de materiais diferentes no revestimento, para que possam ser autolubrificantes e possuírem um ponto de fusão abaixo do normal.
Os primeiros tipos de revestimentos de controle de desgaste projetados em escala nanométrica foram baseados no elemento tungstênio, uma vez que é um metal amplamente utilizado na fabricação de peças metálicas de alta tensão. Compostos como WC, tungstênio fundido com carbono tipo diamante (DLC) e dissulfeto de tungstênio, WS 2 , foram pesquisados. Metais como tungstênio e ítrio costumam fazer parte de um revestimento de camaleão porque sua qualidade de lubrificação é fornecida por lubrificantes secos na forma de carvão, enxofre ou outras nanopartículas que interagem favoravelmente com eles. Ouro e prata são outros elementos metálicos freqüentes, pois têm a capacidade de suportar um alto nível de gradiente de temperatura, onde podem exibir qualidades lubrificantes quando incorporados a uma estrutura matricial. O carbono grafítico também é incluído em algumas fórmulas como uma superfície deslizante útil na presença de água ou alta umidade.
Um exemplo do que é considerado um revestimento de camaleão de segunda geração a partir de 2004 é a zircônia estabilizada com ítria (YSZ), uma forma de cerâmica incorporada a uma estrutura semelhante a uma grade de ouro que encapsula nanopartículas de dissulfeto de molibdênio, MoS 2 , e carbono semelhante ao diamante. Essa composição de revestimento de camaleão específica pode suportar ciclos de atrito de deslizamento de 10.000 repetições ou mais sem degradar, e temperaturas de até 932 ° a 1.112 ° Fahrenheit (500 ° a 600 ° Celsius). Isso levou o interesse de várias preocupações de fabricação na indústria aeroespacial. Tais revestimentos de camaleão são projetados para ter propriedades tribológicas, onde tribologia se refere à capacidade do revestimento de resistir ao atrito, desgaste e também ter aspectos autolubrificantes.
O aspecto principal de qualquer revestimento de camaleão é que ele possui uma morfologia reversível à sua composição. O revestimento deve poder alterar seu atrito e desgaste em resposta às condições e depois voltar ao estado latente sem degradação química. As arenas em que isso é importante incluem a construção de elementos estruturais e aerodinâmicos para veículos hipersônicos que sofrem estresse físico extremo em altas altitudes e velocidades.
Um revestimento de camaleão é projetado para ter uma ampla variação nas propriedades do material, de uma escala de um trilionésimo de metro a um décimo de milímetro (0,0000000001 a 0,0001 metros). Pesquisas realizadas em março de 2011 para o Exército dos EUA produziram um revestimento de camaleão composto de compostos de nitreto, prata e MoS 2, que estabeleceu um recorde mundial em durabilidade. O material foi ciclado mais de 300.000 vezes através de uma faixa de temperatura que varia da temperatura ambiente até 1.292 ° Fahrenheit (700 ° Celsius) sem nenhuma degradação perceptível nas propriedades do material.