Utilizando residuos biológicos de plantas de yuca, los científicos han creado un recubrimiento que prácticamente elimina la fricción en las piezas metálicas. Este avance puede extender la vida útil de las piezas móviles, menores gastos de combustible, generando enormes ahorros en innumerables industrias.
Cualquier pieza móvil dentro de la maquinaria tiene un problema inherente: la fricción, que es responsable del consumo de una quinta parte de toda la energía generada a nivel mundial cada año. Además, según un estudio, los daños causados por la fricción en la maquinaria consumen entre el 1 y el 4 % del PIB de las economías industrializadas. Ciñéndonos a lo «nuestro», la industria automovilística, alrededor del 30% del combustible que se utiliza en los vehículos de pasajeros se utiliza para superar la fricción.
Reducir la fricción podría tener un impacto en el costo de trabajar con máquinas y ahorrar combustible para que los automóviles funcionen. El equipo de investigación, liderado por el presidente del Instituto Politécnico SUNY de Nueva York, Winston Soboyejo, y el investigador Tabiri Kwayie Asumadu, decidieron afrontar el desafío de la fricción centrándose en un concepto llamado «superlubricación».
La superlubricidad es una condición de fricción casi nula entre dos materiales secos y en movimiento en contacto entre sí. El comportamiento superlubricante sólo se había observado por el moneto entre partículas superpequeñas a escala nanométrica. Pero, según este estudio, el fenómeno es posible a escala macro.
Los investigadores depositaron carbono derivado de plantas de yuca sobre superficies metálicas mediante un proceso de tratamiento de residuos biológicos a alta temperatura y bajo costo. Cuando el carbono se unía al metal, dejaba la huella del grafeno, un material formado por una sola capa de átomos de carbono. Este material llenaba las ranuras causadas por el desgaste, creando puntos de contacto de grafeno que protegían el metal debajo.
En las pruebas, el carbono adherido a sustratos de acero y níquel condujo a un estado prácticamente sin fricción que se sostuvo en condiciones normales durante aproximadamente 150.000 ciclos.
«Esta investigación podría afectar a la mayoría de las industrias», afirmó Asumadu. «Desde los sectores biomédico hasta el energético y casi todo tipo de fabricación, este enfoque podría ayudar a prolongar la vida útil de las piezas de las máquinas, reducir los costes de mantenimiento y sustitución y crear un futuro industrial más sostenible».
Más información Applied Materials Today
Fuente: Instituto Politécnico SUNY