Minskad friktion genom jonteknologi - REFIT
- Diarienummer
- EM16-0013
- Start- och slutdatum
- 181201-240331
- Beviljat belopp
- 34 781 218 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Vi föreslår en systematisk utveckling av den nya jonteknologin för framtagning av smörjmedel som kan reducera friktion och slitage, och samtidigt tillför nya egenskaper (elektrisk ledningsförmåga) och funktioner (styrbar friktion) som dagens smörjmedel inte har. Joniska material (JM) är en nyckelteknik i detta applikationsområde. Projektets mål är att fram: - nästa generations smörjmedel genom design, syntes och formulering av nya JM - en applikationsoberoende kunskapsbas av gränssnittsegenskaper, ”surface ordering” och reologi av nya JM - en ”roadmap” för en generisk plattform för utformning av smorda kontakter med elektrisk ledningsförmåga, styrbarhet och låg friktion möjliggjord av JM - en metod för integrering av koldioxidbindning i syntes av JM för hållbar smörjning Ett forskningsprogram som omfattar samordnade teoretiska och experimentella studier vid olika skalor är planerat för att uppfylla målen. Programmet innehåller ex silico och in silico design av JM med koppling till livscykelanalys, framställning av JM-baserade smörjmedel samt friktions- och slitagestudier av JM-baserade smörjmedel i elektromagnetiska fält. Projektet omfattar företag som representerar smörjmedelstillverkare och slutanvändare och kommer att ge en verktygslåda för industrin att formulera nästa generation av styrbara smörjmedel. En betydande del av de grundläggande kunskaper om JM som genereras i projektet kommer också att gynna utvecklingen av många andra teknologier
Populärvetenskaplig beskrivning
En stor del av den energi som genereras idag förbrukas genom friktionsförluster i olika maskiner, kraftgenereringssystem och fordon. Energi- och materialkostnaderna för att ersätta de komponenter som nöts sönder är även omfattande. Samhället påverkas inte bara i form av kostnader men också emissioner bland annat i form av koldioxid. Den vanligaste metoden för att reducera friktionen och minska slitaget är att använda oljebaserade produkter (ändliga råvaror) med kemiska tillsatsämnen. Projektet avser en systematisk utveckling av de nya flytande joniska material som inte bara kommer att minska friktion och slitage, men också skall tillföra nya egenskaper (elektrisk ledningsförmåga) och funktioner (styrbar friktion) som dagens smörjmedel inte har. Smörjmedel baserade på joniska material innehåller positiv- och negativladdade joner och är därmed strömledande. Externa elektriska fält kan påverka jonernas rörelse vilket möjliggör optimering av tunna funktionsbeläggningar på smorda rörliga ytor i kontakt med varandra och därigenom kan friktionen och nötningen styras. Joniska material som påverkas av magnetiska fält kommer också att tas fram inom detta projekt för att möjliggöra styrning av materialets viskositet samt friktions- och nötningsreducerande egenskaper. En unik del av projektet är att under hela framtagningsprocessen, från syntes av joniska material till dess användning i smorda kontakter, analysera miljöeffekterna. Avsikten är t.ex. att binda den koldioxid som släpps ut av olika industrier (för varje ton producerat stål släpps mer än ett ton koldioxid ut) och omvandla den till miljöanpassade smörjmedel. Den stora samhällsnyttan med projektet är miljövinster i form av minskade energiförluster, koldioxidutsläpp, slitage och därmed minskade kostnader. Styrbara smörjmedel baserade på joniska material kommer också att möjliggöra en snabbare utveckling av ny grön teknik. Stora ekonomiska vinster kan också förväntas. Samtidigt ger projektet svensk industri, vilken är tungt representerad inom kemi-, maskin-, kraftgenererings- och fordonssektorn, en unik möjlighet till konkurrensfördelar genom tidigt införande av specialdesignade joniska material i sina produkter. Projektet kommer också att leverera doktorander och ingenjörer med en unik kompetens som är avgörande för dagens och framtidens samhälle.