發(fā)動機齒輪,平面推進器,冰箱壓縮機,風力渦輪機 - 依賴潤滑油的重要工業(yè)機械,農業(yè)設備,運輸船和家庭應用的清單可能是無窮無盡的。這些光滑的物質確實讓世界在轉變,幾乎觸及現(xiàn)代生活的每個方面,并構成了一個價值超過600億美元的全球性行業(yè)。
然而,盡管潤滑劑對我們的生活方式至關重要,但卻會留下沉重的環(huán)境影響。常見的潤滑劑,油,油脂和潤膚劑通常由礦物油或石油基礎油組成 - 通常高達90%重量。這些礦物基礎油具有高揮發(fā)性,并且易于快速增稠,這意味著需要經常更換潤滑劑,從而產生廢物。
合成基礎油是高效潤滑劑的關鍵 - 由于它們具有更好的潤滑性能,穩(wěn)定性以及與常規(guī)礦物基礎油相比的極端溫度適用性 - 但是生產它們具有可調節(jié)(即可定制)的結構和規(guī)格可以是挑戰(zhàn)性和昂貴。缺乏可調性使得需要將基礎油與幾種昂貴的添加劑混合,從而增加潤滑劑的環(huán)境足跡。
現(xiàn)在,特拉華大學領導的催化能源創(chuàng)新中心(CCEI)和其合作機構的研究人員正致力于解決這些問題。他們的研究結果報告了一項戰(zhàn)略,即從非食品生物質中有效地生產可再生潤滑油基礎油 - 如木材,柳枝稷和其他可持續(xù)的有機廢物 - 以及用過的植物油和動物脂肪中存在的脂肪酸。
該小組的研究成果發(fā)表在最新一期的“ 科學進展”上,并提交了一份國際專利申請,以確保其創(chuàng)新方法的知識產權。
“這是首次嘗試用豐富的原材料制造可再生潤滑劑的嘗試之一,并以非常精確的化學方式制造這些大分子的結構,這是使用原油無法實現(xiàn)的,”創(chuàng)始人兼總監(jiān)Dion Vlachos說。 CCEI和Allan和Myra Ferguson化學與生物分子工程教授。“該產品顯然是一種具有可調性能的高性能材料,與市場上的任何產品都不同。”
CCEI的副主任Basu Saha指出催化作為合成這些新基礎油的關鍵。
“催化劑用于加速化學反應并產生新材料,”Saha說。“對于潤滑劑,催化劑不僅可以使研究人員從生物基原料中合成新的和現(xiàn)有的結構相似的基礎油,而且可以對分子的重量,尺寸分布,分支和規(guī)格進行廣泛的控制。”
UD的博士后研究員,該論文的共同作者之一,Sibao Liu表示,生產的基礎油適用于廣泛的現(xiàn)有應用,而潤滑劑配方中不需要大量添加劑。
“我們提供了一種新的,高效的,多功能的催化反應途徑,用于合成具有可調性質的可再生潤滑劑,”Liu補充道。“我們希望這最終可以取代目前使用的潤滑油的制造工藝,并最大限度地減少環(huán)境碳足跡,盡管還有很長的路要走。”