Casi todo el mundo está familiarizado con el politetrafluoroetileno (PTFE), también conocido como teflón, la marca utilizada por la empresa química DuPont. Famoso por ser "no pegajoso" y repelente al agua, PTFE es un lubricante seco que se utiliza en los componentes de la máquina en todas partes. desde utensilios de cocina y cilindros de motor hasta aplicaciones espaciales y biomédicas.

Recientemente, Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Arkansas encontraron una manera de hacer que el polímero sea aún menos adhesivo. Trataron películas delgadas de PTFD con nanopartículas de sílice y encontraron que el material lubricante reducía significativamente el desgaste del polímero mientras mantenía un bajo nivel de fricción. El trabajo de los investigadores permitirá que la maquinaria dure más y funcione de manera más eficiente.

"El politetrafluoroetileno es un gran palabra de miedo, "dijo. Min Zou, profesor asociado de ingeniería mecánica. "De lo que estamos hablando aquí es de una capa o revestimiento de material, una película, que esencialmente no se pega y es hidrofóbica, lo que significa que repele el agua ".

Los lubricantes sólidos como el PTFE son atractivos porque funcionan bien a altas temperaturas, tienen bajos costos de mantenimiento y están limpios en comparación con los líquidos. Son imprescindibles en un entorno industrial, donde las superficies de varias partes mecánicas están constantemente en contacto entre sí.

El PTFE se compara favorablemente con otros materiales lubricantes sólidos debido a sus propiedades autolubricantes, su capacidad para producir baja fricción y su resistencia a altas temperaturas y productos químicos. Se ha utilizado como polímero lubricante durante muchos años, y recientemente, científicos e ingenieros han intentado mejorar el material incorporando "rellenos" de nanopartículas que reducen el desgaste del material y así prolongan su vida útil. Sin embargo, Las altas concentraciones de estos nano-rellenos han creado un problema:al tiempo que reducen el desgaste, también han aumentado la capacidad del material para crear fricción.

"Un gran obstáculo en las películas de micro y nanocompuestos ha sido la imposibilidad de encontrar un material de relleno que ofrezca una buena resistencia al desgaste y un bajo coeficiente de fricción. "Dijo Zou.

Pero eso es exactamente lo que Zou encontró en la sílice. Después de integrar el material de nanopartículas en PTFE en dos concentraciones diferentes, ella y su estudiante graduado Samuel Beckford aplicaron las películas delgadas a un sustrato de acero inoxidable. Sometieron las películas a pruebas abrasivas para medir el grado de fricción y resistencia al desgaste. Para comparacion, hicieron los mismos experimentos en una película de PTFE puro y en acero inoxidable desnudo. Andrew Wang con Ocean NanoTech, una empresa de tecnología local, ayudó con la caracterización del tamaño de las nanopartículas.

"Las micrografías revelaron que las películas compuestas con mayor concentración de sílice tenían huellas de desgaste mucho más estrechas después de que las muestras se sometieron a pruebas de frotamiento, "Dijo Zou.

El estudio fue publicado en Transacciones de tribología , una revista de la Sociedad de Tribólogos e Ingenieros de Lubricación (STLE), y recibió el premio STLE Al Sonntag al mejor artículo publicado sobre lubricantes sólidos.