Nowe cząsteczki do produkcji wysokowydajnych smarów
Ruchome części mające styczność z innymi komponentami muszą być nasmarowane, by ograniczyć tarcie i zużycie. Z czasem jednak wydajność i sprawność maszyny spada przy jednoczesnym podniesieniu kosztów i zwiększeniu czasu konserwacji, a także skróceniu czasu trwałości maszyny lub części. Konwencjonalne smary przemysłowe zwykle tworzone są na bazie oleju i mogą powodować poważne straty dla środowiska w przypadku niewłaściwego ich usuwania. Europejscy naukowcy podjęli próbę opracowania innowacyjnych powłok kompozytowych dla części ruchomych, aby zredukować tarcie i przedłużyć trwałość operacyjną, jak również ograniczyć czynności konserwacyjne i wpływ na środowisko. Skupili się na użyciu nieorganicznych materiałów fulerenopodobnych (IFLM). Fulereny to klasa "pustych" molekuł składających się w całości z węgla i zidentyfikowanych po raz pierwszy w 1985 r. "Fulereny Buckiego", kuliste bryły o wiązaniach przypominających kształtem piłkę nożną, oraz "rurki Buckiego", nanorurki węglowe, od tamtej pory cieszą się ogromnym zainteresowaniem z powodu ich niezwykłych własności chemicznych i fizycznych. Okazuje się, że węgiel, główny składnik większości molekuł organicznych, nie jest jedynym pierwiastkiem, z którego formują się fulereny i nanorurki. Wykazano, że nieorganiczne fulerenopodobne nanocząsteczki charakteryzują doskonałe zdolności smarujące. Dzięki finansowaniu ze środków UE projektu "Możliwości fulerenowe na rzecz solidnej inżynierii: optymalizowanie powierzchni dla potrzeb tribologii" (Foremost), naukowcy opracowali powłoki i smary w oparciu o włączenie nanocząsteczek złożonych z IFLM. Naukowcy wprowadzili wstępnie uformowane IFLM do procesu osadzania się, w smarach lub farbach, a także uformowali IFLM in situ w procesie osadzania się. Pełna charakterystyka własności chemicznych, strukturalnych i mechanicznych pozwoliła na wyjaśnienie mechanizmów smarowniczych IFLM oraz głębsze zrozumienie z myślą o lepszym projektowaniu i zastosowaniu w przyszłości. Dodatkowo, naukowcy dostarczyli ważnych informacji na temat zdrowia i bezpieczeństwa pod względem IFLM. Olbrzymia różnorodność powłok i smarów opracowanych przez zespół Foremost znacząco obniżyła tarcie w testach ślizgowych, pozostawiając daleko w tyle obecne nowoczesne alternatywy. Produkty te sprawdziły się także jak wysokowydajne w minimalizowaniu niszczenia warstwy wierzchniej, zużycia wywoływanego napięciem lub wibracjami w punktach kontaktowych między dwoma elementami przy dużym obciążeniu. Wyniki te mają szczególne znaczenie dla przemysłu lotniczego i kosmonautycznego. Czołowe smary oparte na nowych cząsteczkach fulerenopodobnych mają szerokie zastosowanie. Powinny przyczynić się do obniżenia kosztów konserwacji i skrócenia czasu przestoju, a także przedłużenia trwałości operacyjnej licznych maszyn i komponentów.
