Deslizarse; tal vez a la fatiga. "El desgaste es tan común en los sistemas deslizantes que ha adquirido ese aire de inevitabilidad, "dice Greg Sawyer, un profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Florida que dirige un equipo de investigadores que espera anular esta suposición. Sawyer y sus colaboradores han logrado modificar el politetrafluoroetileno (PTFE), lo omnipresente, material de baja fricción también conocido como teflón, para hacerlo "casi un millón de veces más resistente al desgaste". Al aplicar las lecciones aprendidas de esta y otras historias de éxito similares, los investigadores están intentando identificar, y luego eliminar, los orígenes atómicos y moleculares del desgaste. Si alcanzan su meta, los ensamblajes en movimiento, como los reemplazos de juntas, pueden durar, si no para siempre, luego, al menos hasta que sus dueños "hayan salido de esta espiral mortal".
Cualquier dispositivo que tenga partes móviles, ya sea una cortadora de césped, un lavaplatos, o un tren de transmisión:experimenta fricción. "La fricción es hermosa, cosa compleja "que roba energía y eficiencia a un sistema, pero no lo hace por defecto, resultar en desgaste, dice Sawyer. Las características de todo un sistema, a diferencia de las propiedades inherentes de los materiales deslizantes, Determine cuánto desgaste resultará cuando dos superficies se muevan una al lado de la otra. Sawyer y su equipo han elaborado una serie de hipótesis para explicar cómo las fuerzas de fricción pueden arrancar o triturar trozos de material en determinados sistemas de deslizamiento. Una superficie podría erosionarse a través de una reordenación lenta de los átomos y moléculas; a través de pequeño, eventos de ruptura discretos que se acumulan con el tiempo; a través de raro, pero catastrófico, división de eventos; oa través de otro, métodos desconocidos. "Aún no tenemos casi todas las respuestas, "Dice Sawyer.
Para probar sus hipótesis, los científicos usan microscopios de fuerza atómica para crear imágenes de superficies a escala atómica y usan instrumentos finamente ajustados para medir las fuerzas diminutas que ocurren cuando los materiales se deslizan unos contra otros. Una vez que los investigadores identifican un factor que contribuye al desgaste del sistema, intentan diseñar una forma de detenerlo. En el caso del PTFE de desgaste ultrabajo, los investigadores incorporaron nanopartículas de alúmina en el polímero, que redujo drásticamente el desgaste. Y este efecto no se limita al PTFE. Se ha demostrado que otros compuestos plásticos llenos de nanopartículas muestran un coeficiente de fricción de deslizamiento reducido, aunque los científicos todavía están investigando los mecanismos precisos que dan como resultado la reducción del desgaste. En el Simposio de AVS en Nashville, Tenn., celebrado del 30 de octubre al 4 de noviembre, Sawyer presentará los resultados de una serie de sistemas de desgaste ultrabajo estudiados en su laboratorio, incluyendo polímeros, rieles, y cerámica.
Aparte de la obsolescencia, el desgaste es la causa número uno de la vida útil del producto, Sawyer señala. Los científicos e ingenieros desde Da Vinci en adelante han estado explorando formas de minimizarlo, él dice, y su equipo continúa la búsqueda. Preguntado sobre el futuro, Sawyer imagina un mundo en el que una gran cantidad de productos nunca se desgasten:"¿Te imaginas tener un solo automóvil? Los sistemas de desgaste ultrabajo podrían cambiarlo todo".
