Une récente percée scientifique a permis de créer, à partir de déchets de manioc, un revêtement qui élimine pratiquement tout frottement entre les pièces métalliques. Cette découverte pourrait permettre d’améliorer les économies de carburant, de prolonger la durée de vie des pièces mobiles et de réaliser des économies considérables dans de nombreux secteurs d’activité.
Le problème du frottement
Les pièces mobiles des machines présentent un problème inhérent : le frottement. Selon un récent document de recherche rédigé par des scientifiques de diverses institutions d’Afrique et des États-Unis, le frottement consomme environ un cinquième de toute l’énergie produite chaque année dans le monde. En outre, les dommages causés par le frottement aux machines représentent entre un et quatre pour cent du PIB des économies industrialisées.
Dans l’industrie automobile, environ 30 % du carburant utilisé dans les véhicules de tourisme sert à surmonter les frottements.
Impact sur les coûts et les économies de carburant
La réduction des frottements pourrait avoir un impact significatif sur le coût d’exploitation des machines et permettre d’économiser du carburant dans l’automobile.L’équipe de recherche, dirigée par Winston « Wole » Soboyejo, président du SUNY Polytechnic Institute of New York, et Tabiri Kwayie Asumadu, chercheur postdoctoral, a décidé de relever le défi du frottement en se concentrant sur un concept connu sous le nom de « superlubricité ».La superlubricité est un état de frottement quasi nul entre deux matériaux secs en mouvement et en contact l’un avec l’autre.
Recherche
Jusqu’à présent, le comportement de superlubrification n’a été observé qu’entre des particules extrêmement petites, à l’échelle du nanomètre.La nouvelle étude démontre toutefois que le phénomène est possible à l’échelle macroscopique.
Pour ce faire, les chercheurs ont déposé du carbone dérivé de plantes de manioc sur des surfaces métalliques à l’aide d’un processus de traitement par biospray à haute température et à faible coût.Une fois lié au métal, le carbone a acquis la structure du graphène, un matériau constitué d’une seule couche d’atomes de carbone.Ce matériau a rempli les rainures causées par l’usure, créant des points de contact uniquement en graphène qui ont protégé le métal sous-jacent.
Résultats et applications
Lors des essais, le carbone lié à des substrats en acier et en nickel a produit un état pratiquement sans frottement qui est resté robuste dans des conditions normales pendant environ 150 000 cycles.
« Cette recherche pourrait vraiment avoir un impact sur la plupart des industries », a déclaré M. Asumadu.
« Du biomédical à l’énergie en passant par pratiquement tous les types de fabrication, cette approche pourrait contribuer à prolonger la durée de vie des pièces de machines, à réduire les coûts de maintenance et de remplacement, et à créer un avenir industriel plus durable. »
Publication des résultats
L’article décrivant les résultats a été publié dans la revue Applied Materials Today.
Cette avancée représente non seulement une innovation dans le domaine des matériaux et de l’ingénierie, mais offre également une solution durable pour réduire la dépendance aux ressources et améliorer l’efficacité énergétique dans diverses applications industrielles.
Source : sunypoly.edu
