Las propiedades de los diamantes se trasladan a los recubrimientos gracias a las nanopartículas
Los motores de combustión interna convierten la energía química de los combustibles en energía cinética que se emplea para mover piezas en condiciones de ciclaje rápido y presiones y temperaturas elevadas. La ineficiencia incrementa el consumo de combustible y las emisiones. Un consorcio europeo desarrolló recubrimientos con gran capacidad de lubricación y resistentes al desgaste basados en diamantes de estructuras nanométricas en el marco del proyecto ADEC (Advanced low friction engine coating). La nueva tecnología se aplicó en el desarrollo de nanopartículas de diamante funcionalizadas y su dispersión en una matriz metálica, nuevos procesos de galvanización, oxidación electrolítica del plasma, recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) dopados con metales y materiales adecuados para los pistones y anillos de pistones. Los científicos funcionalizaron los nanodiamantes con átomos de hidrógeno. Estos grupos funcionales representan los puntos de unión entre las nanopartículas y el material. Con gran potencial zeta, formaron dispersiones estables de partículas de nanodiamantes en una región de pH moderadamente ácido. El desarrollo incluyó la refuncionalización de superficie de los grados de diamantes nanométricos comerciales existentes y otros pasos de procesamiento para introducir partículas de nanodiamantes en una forma de dispersión acuosa. Una vez tratados los nanodiamantes con hidrógeno, los científicos los depositaron en galvanizados de níquel. La adición de nanodiamantes en este galvanizado de metal permitió superar la técnica actual pues fue posible ajustar la pureza y la distribución del tamaño de las nanopartículas. A diferencia de los nanodiamantes, los científicos también experimentaron con otros elementos de dispersión en galvanizados de níquel como el nitruro de boro hexagonal, fluoruro de calcio y carburo de silicio. Las pruebas de los recubrimientos de dispersión en la pared del cilindro produjeron resultados auspiciosos. Después el equipo de trabajo experimentó con recubrimientos de carbono de tipo diamante dopados con silicio y wolframio, obteniéndose así recubrimientos que toleran temperaturas más altas. Las pruebas en los pistones y anillos de pistones indicaron una menor fricción y desgaste del motor, y así es posible disminuir significativamente la temperatura de funcionamiento del cilindro. Los recubrimientos a base de nanopartículas de diamante ADEC, caracterizados por su gran capacidad de lubricación y resistencia al desgaste, se utilizarán en motores de combustión, con lo que se espera mejorar la vida útil de los componentes y reducir las emisiones de agentes contaminantes como el dióxido de carbono. Se trata de una tecnología auspiciosa que aumentará significativamente la competitividad de las pequeñas y medianas empresas involucradas en el proyecto, al tiempo que contribuirá a alcanzar los objetivos de la Unión Europea respecto de las emisiones y economía de los combustibles.
Palabras clave
Nanopartículas, recubrimientos, nanodiamantes, motor, gran capacidad de lubricación, resistencia al desgaste, ADEC
