Наночастицы графена и нитрида бора повысили смазочные свойства канолового масла

Стремясь сократить использование смазочных материалов на основе нефти, все больше внимания уделяется изучению натуральных масел в качестве смазок для уменьшения истирания и трения.

Эти биомасла демонстрируют улучшенные характеристики – несущую способность, снижение потерь на трение, повышенную эффективность, более высокую температуру вспышки и др.

Среди различных биомасел, доступных сегодня, масло канолы является одним из наименее дорогих и наиболее широко доступных для использования в качестве смазки.

Известно, что качество и производительность смазки можно повысить за счет использования небольших процентных добавок наночастиц (NP) и микрочастиц.

Ученые провели изучение влияния графеновых нанопластинок GNP и и гексагонального нитрида бора hBN, используемых в качестве добавок на свойства канолового масла.

Графен является одним из наиболее примечательных наноматериалов, который широко используется в качестве добавки в смазочных целях. Этот материал обладает высокой механической прочностью, отличной теплопроводностью, способностью уменьшать износ и непроницаем для жидкостей. Кроме того, графеновые нанопластинки полностью состоят из углерода и не содержат таких токсичных элементов, таких как фосфор или сера.

Гексагональный нитрид бора (hBN) – известная твердая смазка с пластинчатой структурой. Это вещество характеризуется минимальным трением между слоями и способностью образовывать защитный барьерный слой. Имея белый оттенок, он также в просторечии известен как белый графит.

В каждом слое hBN атомы бора и азота связаны друг с другом мощной ковалентной связью, а слои удерживаются вместе слабыми силами Ван-дер-Ваальса. Порошки hBN эффективны для снижения абразивного износа и потерь на трение в различных условиях. Кроме того, hBN не реагирует с подавляющим большинством веществ, что делает его экологически безопасным.

Масло канолы обладает поверхностным натяжением и вязкостью, сравнимыми с некоторыми смазочными веществами на нефтяной основе, используемыми при формовке и штамповке металлов.

Исследование выявило значительное усиление трибологической активности канолового масла в сочетании с нитридом бора и графеном. Было показано, что динамическая вязкость масла канолы повышается при добавлении наноразмерных добавок.

При добавлении в масло канолы одновременно hBN и GNP параметры абразивного износа и трения значительно улучшаются. Когда GNP и hBN объединяются в рапсовом масле для создания гибридизированной наноразмерной комбинации смазочных материалов (особенно смеси, содержащей больше hBN), возникает синергетический эффект.