Resumen
Se calcula que, aproximadamente, el 30% del consumo mundial de energía se desperdicia en forma de calor debido a la fricción indeseada en los sistemas mecánicos. Además, la mitad de las piezas que se fabrican para estos sistemas tienen como único objetivo reemplazar otras que se han deteriorado a consecuencia de su uso. Ante estas cifras nadie puede cuestionar el colosal impacto económico que supone el tener la capacidad de controlar adecuadamente tanto la fricción como el desgaste en los materiales destinados a estos usos. La tribología, que engloba la fricción, el desgaste y la lubricación, es esencial para el correcto funcionamiento de rodamientos, segmentos de pistón y engranajes, entre otros. Además de las aplicaciones de ingeniería, también hay que considerar aspectos más amplios de nuestra vida cotidiana, que van desde el consumo de alimentos y bebidas hasta el uso de lentes de contacto y cosméticos. Nuestro objetivo, a corto plazo, es doble; en primer lugar, comprender los mecanismos de síntesis y sinterización a baja temperatura para alcanzar un control total de la microestructura y la distribución de los defectos puntuales, los cuales controlan de forma crítica las propiedades mecánicas y tribológicas de los materiales y, paralelamente, comprender los mecanismos de fricción y desgaste que subyacen de estos nuevos materiales. Por tanto, la estrategia se basa en el desarrollo y el diseño simultáneos de métodos de sinterización a baja temperatura, y en una investigación exhaustiva y multiescalar de las propiedades tribológicas de los materiales.
El objetivo principal de este proyecto es desarrollar métodos de síntesis avanzada y sinterización a baja temperatura (procesos ecológicos y energéticamente sostenibles) que permitan la consolidación y densificación de materiales, basados en óxidos cerámicos y dicalcogenuros de metales de transición (TMDCs) como MoS2 y WS2 en formas 2D, por debajo de los 300 °C, empleando tiempos de sinterización cortos.Esto supone un reto científico importante ya que se pretende procesar materiales que se sinterizan convencionalmente a temperaturas entre 1000 °C-1200 °C durante varias horas. Este procesamiento a alta temperatura conduce a una alta concentración de defectos puntuales que afectan negativamente a las propiedades mecánicas y tribológicas de los materiales. El reto final que tenemos es obtener materiales con altas densidades, homogeneidad química, microestructura óptima y un excelente comportamiento tribológico.
