Un giorno nel prossimo futuro i coloranti nei motori elettrici potrebbero indicare quando l'isolamento del cavo sta diventando fragile e il motore deve essere sostituito. Scienziati della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), insieme a ELANTAS, una divisione del gruppo di specialità chimiche ALTANA, hanno sviluppato un nuovo processo che consente di integrare direttamente i coloranti nell'isolamento. Cambiando colore, rivelano quanto si è degradato lo strato di resina isolante attorno ai fili di rame nel motore. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Materiale avanzato .

I moderni motori a combustione hanno da tempo rilevatori che riconoscono, Per esempio, quando è necessario un cambio d'olio, risparmiando ispezioni inutili. Anche i motori elettrici mostrano segni di usura. Dentro, di solito sono costituiti da fili di rame strettamente avvolti e questi a loro volta sono rivestiti con una resina isolante. "Questo isolamento cambia nel tempo. Diventa fragile mentre si degrada a causa del calore e dei processi chimici, " spiega il professor Wolfgang Binder dell'Istituto di chimica della MLU. Tuttavia, non è possibile dire dall'esterno se l'isolamento intorno ai fili all'interno è ancora intatto o se è necessario sostituire l'intero motore.

Gli scienziati di MLU sono stati incaricati di trovare una soluzione a questo problema per conto della divisione ELANTAS di ALTANA, che produce speciali sistemi di resina per tale isolamento. "Fino ad ora, gli sviluppatori si sono concentrati sul grado in cui il materiale si degrada in condizioni specifiche, " spiega Alexander Funtan, un chimico alla MLU. Sono state quindi formulate raccomandazioni su quanto tempo ci sarebbe voluto prima che fosse necessaria una sostituzione. Però, l'usura effettiva dipende dalle condizioni in cui viene utilizzata, più particolarmente la temperatura. Funtan ha quindi sviluppato un banco di prova che ha usato per analizzare quattro diversi sistemi di resina per diversi mesi per determinare quali prodotti di degradazione si formano a temperature diverse.

Scoprì che i quattro sistemi di resina rilasciavano costantemente un alcol specifico nelle diverse condizioni di temperatura. "Abbiamo quindi lavorato a stretto contatto con i ricercatori e gli sviluppatori di ELANTAS per trovare una molecola sensore per questo alcol, "dice. In altre parole, una sostanza facilmente rilevabile e le cui proprietà cambiano quando l'alcol si lega ad essa. La molecola del sensore deve resistere anche alle alte temperature e ai normali processi di produzione. Un altro requisito era che non modificasse le proprietà elettrochimiche dell'isolamento. La scelta è caduta su un colorante che normalmente si illumina di arancione rossastro sotto la luce UV; ma quando l'alcol si lega ad esso, lo spettro dei colori diventa verde chiaro.

I diversi spettri di colore potrebbero quindi essere analizzati utilizzando dispositivi speciali che potrebbero essere installati direttamente nel motore. "Per di qua, puoi vedere se è necessaria una sostituzione senza dover aprire il motore, " afferma Binder. In questo modo si spera di evitare inutili sostituzioni del motore in futuro. Il nuovo isolamento potrebbe essere utilizzato nei motori dei veicoli elettrici, nonché nelle macchine e altre apparecchiature. "Questi risultati rivelano cosa si può ottenere combinando la ricerca universitaria di base con know-how applicativo commerciale, "dice il dottor Simon Rost, capo della ricerca e sviluppo presso ELANTAS ad Amburgo. "Nel futuro, questo ci consentirà di fornire valore aggiunto ai nostri clienti e di contribuire ulteriormente allo sviluppo sostenibile".

ELANTAS ha depositato un brevetto per il nuovo processo all'inizio dell'anno. La ricerca è stata finanziata dal gruppo di specialità chimiche ALTANA e anche dal progetto BAT4EVER dell'UE nell'ambito del programma "Horizon 2020".