Ingranaggi del motore, propulsori aerei, compressori frigoriferi, turbine eoliche:l'elenco di importanti macchinari industriali, attrezzatura agricola, navi da trasporto, e le applicazioni domestiche che dipendono dai lubrificanti potrebbero essere infinite. Queste sostanze scivolose fanno letteralmente girare il mondo, toccando quasi ogni aspetto della vita moderna e comprendendo un'industria globale che vale più di 60 miliardi di dollari all'anno.

E ancora, essenziali come sono per il nostro modo di vivere, i lubrificanti lasciano una pesante impronta ambientale. Lubrificanti comuni, oli, grassi ed emollienti sono tipicamente costituiti da minerali, o petrolio, oli base, spesso fino al 90% in peso. Questi oli base minerali sono altamente volatili e tendono ad addensarsi rapidamente, il che significa che i lubrificanti devono essere sostituiti spesso, generare rifiuti.

Gli oli base sintetici sono fondamentali per lubrificanti efficienti, grazie alle loro migliori proprietà lubrificanti, stabilità, e l'idoneità a temperature estreme rispetto ai loro omologhi normali oli a base minerale, ma produrli con strutture e specifiche sintonizzabili (cioè personalizzabili) può essere impegnativo e costoso. Questa mancanza di sintonizzabilità crea la necessità di miscelare l'olio base con diversi additivi costosi, aumentare l'impatto ambientale dei lubrificanti.

Ora, ricercatori del Centro di catalisi per l'innovazione energetica (CCEI) dell'Università del Delaware e ricercatori delle istituzioni partner stanno lavorando per risolvere questi problemi. Le loro scoperte riportano una strategia per creare oli base lubrificanti rinnovabili in modo efficiente da biomasse non alimentari:cose come legno, switchgrass e altri sostenibili, rifiuti organici e acidi grassi, che sono presenti negli oli vegetali usati e nei grassi animali.

La ricerca del gruppo è stata pubblicata nell'ultimo numero di Progressi scientifici , ed è stata depositata una domanda di brevetto internazionale per garantire i diritti di proprietà intellettuale per i loro metodi innovativi.

"Questo è uno dei primi tentativi di produrre lubrificanti rinnovabili da abbondanti materie prime, e in un modo chimico molto preciso in modo che l'architettura di queste grandi molecole sia composta, qualcosa di irraggiungibile usando il petrolio greggio, " disse Dion Vlachos, fondatore e direttore del CCEI e Allan e Myra Ferguson Professore di Ingegneria Chimica e Biomolecolare. "Il prodotto è chiaramente un materiale ad alte prestazioni con proprietà regolabili, diverso da qualsiasi cosa sul mercato."

Basu Saha, direttore associato presso CCEI, indica la catalisi come la chiave per sintetizzare questi nuovi oli base.

"I catalizzatori sono usati per accelerare le reazioni chimiche e creare nuovi materiali, " Saha ha detto. "Per i lubrificanti, la catalisi consente ai ricercatori non solo di sintetizzare oli base nuovi ed esistenti strutturalmente simili da materie prime a base biologica, ma conferisce un ampio controllo sul peso delle molecole, distribuzione delle dimensioni, ramificazione e specifiche."

Gli oli base prodotti sono adatti per un'ampia gamma di applicazioni esistenti senza richiedere elevate quantità di additivi nella formulazione del lubrificante, disse Sibao Liu, un ricercatore post-dottorato presso UD e uno dei coautori del documento.

"Abbiamo fornito un nuovo, percorso di reazione catalitica efficiente e versatile per la sintesi di lubrificanti rinnovabili con proprietà sintonizzabili, " Liu aggiunge. "Ci auguriamo che questo possa eventualmente sostituire il processo di produzione di alcuni lubrificanti utilizzati oggi e ridurre al minimo l'impronta di carbonio ambientale, anche se c'è ancora molta strada da fare".