Científicos han desarrollado un recubrimiento a base de residuos de plantas de yuca que elimina prácticamente la fricción en partes metálicas. Este avance tiene el potencial de mejorar la eficiencia del combustible, prolongar la vida útil de las piezas móviles y generar enormes ahorros en diversas industrias.
Las partes móviles dentro de la maquinaria enfrentan un problema inherente: la fricción. Según un artículo de investigación reciente de científicos de diversas instituciones en África y Estados Unidos, la fricción consume alrededor de una quinta parte de toda la energía generada a nivel mundial cada año. Además, el daño causado por la fricción en la maquinaria representa entre el uno y el cuatro por ciento del PIB de las economías industrializadas. En la industria automotriz, aproximadamente el 30% del combustible utilizado en vehículos de pasajeros se destina a superar la fricción.
Reducir la fricción podría tener un gran impacto en los costos operativos de las máquinas y potencialmente ahorrar combustible. El equipo de investigación, liderado por el presidente del Instituto Politécnico de SUNY en Nueva York, Winston «Wole» Soboyejo, y el investigador postdoctoral Tabiri Kwayie Asumadu, se centró en el concepto de «superlubricidad». La superlubricidad es una condición de fricción casi nula entre dos materiales secos en movimiento en contacto entre sí.
Hasta ahora, este comportamiento superlubricante solo se había observado entre partículas extremadamente pequeñas a escala nanométrica. Sin embargo, el nuevo estudio demuestra que es posible a escala macroscópica.
Para lograrlo, los investigadores depositaron carbono derivado de plantas de yuca sobre superficies metálicas utilizando un proceso de tratamiento de biodesperdicio a alta temperatura y bajo costo. Una vez que el carbono se unió al metal, adquirió la estructura del grafeno, un material compuesto por una sola capa de átomos de carbono. Este material rellenó los surcos causados por el desgaste, creando puntos de contacto únicamente de grafeno que protegían el metal subyacente.
En las pruebas, el carbono unido a sustratos de acero y níquel resultó en un estado prácticamente sin fricción que se mantuvo robusto en condiciones normales durante aproximadamente 150,000 ciclos.
«Esta investigación realmente podría impactar en la mayoría de las industrias», dijo Asumadu. «Desde el sector biomédico hasta el energético y casi todo tipo de manufactura, este enfoque podría ayudar a prolongar la vida de las piezas de máquinas, reducir los costos de mantenimiento y reemplazo, y crear un futuro industrial más sostenible.»
