Nuove molecole per lubrificanti ad alte prestazioni
Le parti mobili a contatto con gli altri componenti devono essere lubrificate per ridurre l'attrito e l'usura. Nel corso del tempo, le prestazioni e l'efficienza delle macchine sono diminuite con un concomitante aumento dei tempi di manutenzione e dei costi e una diminuzione della durata delle macchine o delle parti. I lubrificanti industriali convenzionali sono in genere a base di olio e possono causare notevoli danni per l'ambiente se non sono smaltiti correttamente. I ricercatori europei hanno cercato di sviluppare rivestimenti compositi innovativi per le parti in movimento al fine di ridurre l'attrito e di prolungare la vita operativa, oltre che ridurre la manutenzione e l'impatto ambientale. I ricercatori si sono focalizzati sull'impiego di materiali inorganici simili al fullerene (IFLM). I fullereni sono una classe di molecole "cave" composte interamente di carbonio e identificate la prima volta nel 1985. I fullereni buckyball, la varietà sferica con formazione di legami simili al modello costruito su un pallone da calcio e i fulloreni buckytube, ossia i nanotubi di carbonio, hanno ricevuto una grande attenzione sin da allora a causa delle loro proprietà chimiche e fisiche uniche. Risulta che il carbonio, il componente principale della maggior parte delle molecole organiche, non è l'unico elemento per la formazione di fullereni e nanotubi. Le nanoparticelle inorganiche simili al fullorene hanno dimostrato di avere un eccellente comportamento lubrificante. Con il finanziamento del progetto Foremost ("Fullerene-based opportunities for robust engineering: making optimised surfaces for tribology"), gli scienziati hanno sviluppato rivestimenti e lubrificanti basati sull'incorporazione di nanoparticelle composte da IFLM. Gli scienziati hanno incorporato IFLM preformati nel processo di deposizione, lubrificante o di verniciatura e hanno altresì formato IFLM in situ durante il processo di deposizione. La caratterizzazione completa di prodotti chimici, strutturali e dotati di proprietà meccaniche ha permesso di delucidare e di avere una maggiore comprensione riguardo i meccanismi di lubrificazione IFLM per una migliore futura concezione e applicazione. Gli investigatori hanno inoltre fornito un contributo importante in materia di salute e di sicurezza relativamente agli IFLM. La grande varietà di rivestimenti e lubrificanti sviluppati dal progetto Foremost ha ridotto significativamente l'attrito nei test di scorrimento, superando incredibilmente l'attuale stato dell'arte delle varie alternative presenti. Gli scienziati del progetto hanno anche ottenuto elevate prestazioni nel ridurre la fatica da sfregamento, l'usura indotta dallo sforzo da taglio (shear stress) o le vibrazioni nei punti di contatto tra le due parti sotto carico pesante. Questo risultato è di particolare importanza per l'industria aerospaziale. I lubrificanti del progetto Foremost si basano su nuove molecole simili al fullerene destinate ad una vastissima applicazione. Tali lubrificanti dovrebbero contribuire a ridurre i costi di manutenzione e i tempi di fermo, così come ad estendere la vita operativa di una pletora di macchine e componenti.
