Las mejoras de la nanotecnología en lubricantes

La lubricación se utiliza en cualquier sistema que contenga dos superficies que están en contacto, desde una motosierra hasta un reactor nuclear. Uno de los lubricantes más populares es la grasa, una sustancia semisólida que reduce la fricción entre dos superficies y efectivamente disminuye la temperatura en esa área de contacto. 

Como ocurre con cualquier producto, hay ciertas áreas donde la grasa prospera y otras donde necesita mejorar. La grasa (en particular a base de litio) puede mejorar sus propiedades con el uso de nanotecnología.

Los vehículos eléctricos (EV) no sólo requieren una mayor duración de la batería, sino también capacidad lubricante mejorada. Las grasas de litio tienen una base de jabón, lubricantes semisólidos producidos por la saponificación del litio, hidróxido o, en algunos casos, carbonato de litio. Estas grasas tienen una gran demanda, ya que sus altas temperaturas de punto de caída, mayor adherencia al metal, resistencia a la humedad, así como el no ser corrosivos, los hacen muy deseables. 

Como cualquier otro bien consumible, las empresas y sus investigadores están buscando encontrar formas adicionales de mejorar tanto la eficiencia como la excelencia de este producto. Esto se debe a la volatilidad recientemente demostrada del litio en precio, comenzando en 2016 y continuando hasta la actualidad. Después de establecer objetivos agresivos para la producción de vehículos eléctricos, la empresa Tesla envió el precio del litio a la luna, haciendo que su compra fuera casi imposible para mercados preocupados por los precios como la India. La volatilidad mostró a las empresas que este costoso elemento no debe ser desperdiciado y mejorar la eficiencia era una necesidad financiera.

Esta necesidad de mejorar el desempeño facilitó la investigación para utilizar nanoaditivos a base de carbono en grasas de litio. Esta investigación, completada por Sadeghalvaad et al, tuvo como objetivo examinar los efectos que tuvieron las nanopartículas de puntos de carbono en la grasa de litio. Al sintetizar estas nanopartículas para la grasa a base de litio, se utilizaron diferentes porcentajes en peso probado para determinar las características deseables.

Además, la nanofibra de carbono (CNF) y el nano fulereno (C60) se probaron con el mismo porcentaje de peso. Las características deseables probadas incluyen viscosidad, permeabilidad, punto de goteo, corrosión, pérdida por evaporación, resistencia a la humedad, propiedades de extrema presión y resistencia al combustible, agua y alcohol acuoso. 

Al realizar pruebas se encontró que la resistencia al combustible, agua y alcohol acuoso se incrementó entre todas las nano grasas, para después de la inmersión de las grasas en el medio probado durante 7,0 horas +/- 0,5 horas y secado durante un día, no se observó hinchazón, grietas o ampollas. Esto es debido a la propiedad hidrofóbica del carbono en estructuras aromáticas como láminas de grafeno, que forman la composición del carbono en las nanofibras. Esta resistencia al agua y al combustible es especialmente importante en la aplicación en vehículos eléctricos, donde esta resistencia mejorará la vida de tanto la grasa como los rodamientos a los que se aplica.

Esto ahorrará tiempo y dinero al consumidor, ya que gastarán menos en reemplazar los rodamientos y será mayor el tiempo entre mantenimientos.