Los lubricantes de aceite mineral protegen las piezas del motor del desgaste, y este efecto se potencia añadiendo nanopartículas de polímero al aceite lubricante. Un equipo británico ha descubierto ahora que la funcionalización epoxídica de estas nanopartículas favorece aún más la reducción de la fricción en superficies metálicas. Según informa el equipo en la revista Angewandte Chemie, las nanopartículas que contienen grupos epoxídicos se adhieren fuertemente a las superficies de acero inoxidable, lo que provoca una reducción significativa de la fricción.
Los motores de automoción con piezas bien lubricadas consumen menos combustible, producen menos emisiones y sufren menos desgaste a largo plazo. El aceite mineral se utiliza ampliamente como lubricante, y las nanopartículas pueden prepararse directamente dentro de este disolvente mediante una técnica conocida como autoensamblaje inducido por polimerización. El recubrimiento de la superficie de los componentes metálicos con nanopartículas de unas pocas docenas de millonésimas de milímetro de tamaño los protege del contacto directo.
Csilla György y Steve Armes, de la Universidad de Sheffield (Reino Unido), diseñaron nanopartículas "peludas" compuestas por cadenas de poli(lauril metacrilato) solubles en aceite y un núcleo nanoparticulado insoluble en aceite. Se consiguió que estas nanopartículas se adhirieran fuertemente a superficies metálicas introduciendo grupos epoxi en los "pelos" mediante copolimerización de metacrilato de laurilo con metacrilato de glicidilo, un monómero epoxi-funcional.
El equipo descubrió que las nanopartículas con epoxi reaccionaban con grupos hidroxi situados en la superficie del acero inoxidable. Esta reacción provocó una fuerte adhesión de las nanopartículas, un fenómeno conocido como adsorción química. Que se produjera o no adsorción química dependía de la ubicación exacta de los grupos epoxi. "Para nuestra sorpresa, la introducción de un número mucho mayor de grupos epoxi en los núcleos de las nanopartículas no tuvo ningún efecto beneficioso", explica Armes.
Las nanopartículas adsorbidas redujeron significativamente la fricción, como descubrió el equipo de Sheffield al realizar estudios tribológicos en colaboración con científicos de Lubrizol, una empresa de aditivos para aceites de motor con sede en el Reino Unido. "Sorprendentemente, las nanopartículas adsorbidas permanecieron intactas en la superficie de acero inoxidable tras dichos experimentos, que se realizaron a la temperatura de funcionamiento típica de un motor de combustión interna", añade Armes.
Por tanto, estas nanopartículas funcionalizadas con epoxi podrían suponer un nuevo salto en el rendimiento de los aditivos lubricantes para las formulaciones de aceites de motor de próxima generación.
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