Het Duitse Fraunhoferinstituut heeft een manier gevonden om water als smeermiddel voor machines te gebruiken. Water is minder vervuilend dan olie, en door het te mengen met ionische vloeistoffen roest het metaal in de machine niet.

Smeermiddel is een essentieel deel van machines: overal waar metaal over metaal glijdt, helpt olie om slijtage te verminderen. Het probleem: smeerolie is slecht voor het milieu. Zowel het maken als het aanbrengen als het verwijderen van de olie heeft een impact die in tijden van klimaatakkoorden niet meer acceptabel zijn.

Ionen in een water-zoutoplossing vormen een beschermend, glijdend laagje tussen ijzer en aluminium.

 

Water en roest

Daarom gingen de Duitse onderzoekers op zoek naar een nieuw glijmiddel: water. Het is al lang bekend dat deze alledaagse vloeistof prima werkt als smeermiddel tussen metalen, maar het zorgt ook voor meer roest, wat het ongeschikt maakte.

Het Fraunhofer ontdekte echter dat het metaal niet oxideert wanneer water wordt gemengd met ionische vloeistoffen: gesmolten zouten die positief geladen én negatief geladen ionen bevatten. Het mengsel van water en ionen goten de onderzoekers vervolgens in een specifiek mechanisme: een glijlager. Daarin zit een ring die om een staaf heen draait. De ring bestaat uit een laag aluminium en een laag gesinterd (gesmolten tot net voor het smeltpunt, waardoor een hard, korrelig oppervlak ontstaat) metaal. In dat metaal zit een kanaaltje, waardoor er smeermiddel tussen de staaf en het aluminium kan komen. Dat is belangrijk, want als je dan een ijzeren staaf in de ring steekt, ontstaat er een elektrisch veld tussen het aluminium en het ijzer.

De Duitse onderzoekers testen het smeermiddel op een glijlager.

En dat veld in combinatie met het ionische mengsel zorgt voor smering: de geladen ionen gaan naar de kant van het ijzer van de staaf, en zorgen daar voor een laagje waar de staaf over kan bewegen. De ionen houden elke oxidatie door het water tegen, dus het ijzer roest niet.

 

Verdamping door wrijving

Het systeem werkt in het lab, maar er is nog een groot praktisch probleem: door het bewegen van de staaf ontstaat warmte waardoor het water verdampt. Daarom moet het smeermiddel nu te vaak worden bijgevuld. Het Fraunhofer wil daar een oplossing voor vinden, maar weet nog niet hoe.