Questa immagine composita mostra la composizione e le prestazioni di un nuovo lubrificante non liquido sviluppato dai ricercatori della Purdue University. Credito:immagine della Purdue University/ Abdullah A. Alazemi
I ricercatori hanno creato un nuovo tipo di lubrificante non liquido che ha dimostrato di ridurre significativamente l'attrito e l'usura nelle condizioni estreme che si trovano in varie applicazioni, dai compressori d'aria ai sistemi missilistici.
Il nuovo composito privo di liquidi è costituito da un impasto liquido di un materiale chiamato grafene, ossido di zinco, e il polimero polivinilidendifluoruro. Il grafene è uno strato di carbonio estremamente sottile che ha molte potenziali applicazioni tecnologiche, compresa la lubrificazione.
"Ha una conduttività termica superiore, ad alta resistenza e fornisce un attrito ultrabasso, " ha detto Vilas Pol, professore associato di ingegneria chimica alla Purdue University.
Le nanoparticelle di ossido di zinco sviluppate dal team consentono al lubrificante di aderire alla superficie metallica, e il polimero lega insieme l'intera miscela, ha detto lo studente laureato in ingegneria chimica Arthur Dysart.
I lubrificanti solidi sono necessari per applicazioni quali compressori d'aria, attrezzature utilizzate nell'industria alimentare, veicoli spaziali, meccanismi a ingranaggi e catena, elementi di fissaggio presenti in ambienti ad alta temperatura, sistemi missilistici, stampanti ad alta velocità, motori idraulici negli argani, gru e veicoli militari, trituratori e perforatrici ad alte prestazioni.
"Le cause fondamentali dei guasti meccanici sono l'attrito e l'usura, quindi la riduzione di questi fattori migliora le prestazioni e la durata di molti sistemi meccanici, " disse Farshid Sadeghi, Cummins Distinguished Professor di ingegneria meccanica di Purdue. "Nonostante i recenti progressi, i lubrificanti liquidi non possono essere utilizzati in situazioni di alta temperatura o bassa pressione come un ambiente sotto vuoto, quindi i lubrificanti allo stato solido secchi sono una valida alternativa alle loro controparti liquide in ambienti operativi estremi."
Questa immagine, presa utilizzando un microscopio elettronico a scansione e spettroscopia a raggi X a dispersione di energia, mostra particelle di zinco all'interno di un nuovo tipo di lubrificante non liquido sviluppato dai ricercatori della Purdue University. Credito:immagine della Purdue University/Arthur Dysart
I ricercatori hanno testato le superfici in acciaio inossidabile rivestite con il nuovo lubrificante.
"L'abbiamo testato negli scenari peggiori, " ha detto lo studente laureato in ingegneria meccanica Abdullah A. Alazemi.
I risultati sono stati dettagliati in un documento di ricerca pubblicato l'11 luglio nella rivista Carbonio .
"La durata e la resilienza di questo rivestimento adesivo suggeriscono un potenziale eccezionale come lubrificante secco per applicazioni con carichi elevati, " ha detto Pol.
I ricercatori hanno scoperto che il lubrificante composito forma un film che migliora significativamente l'attrito e la riduzione dell'usura. L'analisi spettroscopica Raman delle cicatrici da usura ha rivelato questa pellicola protettiva persistente sulle superfici di contatto.
