Motor tandwielen, vliegtuig stuwraketten, ijskastcompressoren, windturbines - de lijst van belangrijke industriële machines, landbouwmachines, transportschepen, en thuistoepassingen die afhankelijk zijn van smeermiddelen, kunnen eindeloos zijn. Deze gelikte stoffen houden de wereld letterlijk draaiende, raakt bijna elk facet van het moderne leven en omvat een wereldwijde industrie die jaarlijks meer dan $ 60 miljard dollar waard is.

En toch, hoe essentieel ze ook zijn voor onze manier van leven, smeermiddelen laten een zware ecologische voetafdruk achter. Veel voorkomende smeermiddelen, oliën, vetten en verzachtende middelen bestaan ​​doorgaans uit minerale, of aardolie, basisoliën - vaak tot 90 gewichtsprocent. Deze minerale basisoliën zijn zeer vluchtig en hebben de neiging snel in te dikken, wat betekent dat smeermiddelen vaak moeten worden vervangen, afval genereren.

Synthetische basisoliën zijn de sleutel tot efficiënte smeermiddelen - vanwege hun betere smeereigenschappen, stabiliteit, en geschiktheid voor extreme temperaturen in vergelijking met hun reguliere tegenhangers van minerale oliën, maar het produceren ervan met afstembare (d.w.z. aanpasbare) structuren en specificaties kan zowel uitdagend als duur zijn. Dit gebrek aan afstembaarheid creëert een noodzaak om de basisolie te mengen met verschillende dure additieven, het vergroten van de ecologische voetafdruk van smeermiddelen.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers van het door de University of Delaware geleide Catalysis Center for Energy Innovation (CCEI) en onderzoekers van haar partnerinstellingen werken aan het oplossen van deze problemen. Hun bevindingen rapporteren een strategie om op efficiënte wijze hernieuwbare basissmeeroliën te maken uit non-food biomassa, zoals hout, switchgrass en andere duurzame, organisch afval - en vetzuren, die aanwezig zijn in gebruikte plantaardige oliën en dierlijk vet.

Het onderzoek van de groep is gepubliceerd in het laatste nummer van wetenschappelijke vooruitgang , en er is een internationale octrooiaanvraag ingediend om intellectuele eigendomsrechten voor hun innovatieve methoden veilig te stellen.

"Dit is een van de eerste pogingen om hernieuwbare smeermiddelen te maken van overvloedige grondstoffen, en op een zeer precieze chemische manier zodat de architectuur van deze grote moleculen wordt gekozen, iets onhaalbaars met ruwe olie, " zei Dion Vlachos, oprichter en directeur van CCEI en de Allan en Myra Ferguson Professor of Chemical and Biomolecular Engineering. "Het product is duidelijk een hoogwaardig materiaal met afstembare eigenschappen, in tegenstelling tot alles op de markt."

Basu Saha, associate director bij CCEI, wijst op katalyse als de sleutel tot het synthetiseren van deze nieuwe basisoliën.

"Katalysatoren worden gebruikt om chemische reacties te versnellen en nieuwe materialen te creëren, " zei Saha. "Voor smeermiddelen, katalyse stelt onderzoekers in staat om niet alleen nieuwe en bestaande structureel vergelijkbare basisoliën te synthetiseren uit biogebaseerde grondstoffen, maar geeft uitgebreide controle over het gewicht van de moleculen, grootteverdeling, vertakkingen en specificaties."

Geproduceerde basisoliën zijn geschikt voor een breed scala aan bestaande toepassingen zonder dat er grote hoeveelheden additieven in de smeermiddelformulering nodig zijn, zei Sibao Liu, een postdoctoraal onderzoeker aan de UD en een van de co-auteurs van het artikel.

"We hebben een nieuwe, efficiënte en veelzijdige katalytische reactieroute voor de synthese van hernieuwbare smeermiddelen met afstembare eigenschappen, " Liu voegt toe. "We hopen dat dit uiteindelijk het productieproces voor sommige smeermiddelen die tegenwoordig worden gebruikt, kan verdringen en de ecologische voetafdruk kan minimaliseren, al is er nog een lange weg te gaan."