Dispersión de grafeno para reducir la fricción a altas temperaturas
La Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) es titular de la patente «Dispersión de grafeno en un líquido iónico cuya viscosidad aumenta con la temperatura» (ES2609671B2), que describe una composición lubricante cuya viscosidad aumenta con la temperatura bajo determinadas condiciones, permitiendo reducir la fricción entre superficies metálicas y cerámicas en aplicaciones industriales a elevadas temperaturas. La composición desarrollada combina partículas de grafeno sin modificar con un líquido iónico denominado dicianamida de 1-etil-3-metilimidazolio, obteniendo un fluido con propiedades lubricantes y un comportamiento particular frente a los cambios de temperatura.
En los lubricantes convencionales, el aumento de la temperatura suele provocar una disminución de la viscosidad, lo que puede reducir su capacidad de lubricación. Por el contrario, la composición desarrollada presenta un incremento de viscosidad cuando aumenta la temperatura y el fluido está sometido a esfuerzos de cizalla elevados, como los que se producen durante el movimiento relativo entre superficies. Este comportamiento se mantiene, al menos, hasta los 150 °C, una temperatura que puede alcanzarse en determinados sistemas de lubricación industrial.
La incorporación de grafeno permite, además, disminuir la fricción entre las superficies en contacto. Los ensayos realizados con una concentración del 1 % de grafeno en el líquido iónico han mostrado reducciones del coeficiente de fricción superiores al 30 % en contactos entre acero inoxidable y materiales cerámicos. Asimismo, la composición puede formularse con concentraciones de grafeno inferiores al 2 % en peso, lo que permite limitar la cantidad necesaria de este material.
Otra característica de la tecnología es su composición química, formada exclusivamente por carbono, hidrógeno y nitrógeno, sin incorporar elementos como haluros, boro, fósforo o azufre, presentes en determinados lubricantes y potencialmente asociados a fenómenos de corrosión o contaminación.
Entre sus principales aplicaciones se encuentra la lubricación de contactos metal-metal y metal-cerámico, especialmente en herramientas de corte para el mecanizado de aceros, engranajes, motores y equipos utilizados en la extracción de petróleo. Estas aplicaciones aprovechan tanto la capacidad de reducir la fricción como el comportamiento de la viscosidad frente al aumento de temperatura, ofreciendo una composición lubricante alternativa para procesos industriales que requieren trabajar en condiciones térmicas exigentes.