MX2013010521A - Breve sintesis del grafeno, sus derivados y las nanoparticulas abrasivas y sus varios usos, entre otros, como aditivos de lubricantes, beneficiosos en terminos tribologicos. - Google Patents

Breve sintesis del grafeno, sus derivados y las nanoparticulas abrasivas y sus varios usos, entre otros, como aditivos de lubricantes, beneficiosos en terminos tribologicos.

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Abstract

Se revelan los métodos de la síntesis ex sítu del grafeno, el óxido de grafeno, el óxido de grafeno reducido, otras estructuras y nanopartículas derivadas del grafeno, utilizados como agentes de pulido. Se revelan las composiciones y los métodos para pulir, endurecer, proteger, agregar longevidad y lubricar partes móviles y estáticas de dispositivos y sistemas, incluyendo de forma enunciativa más no limitativa motores, turbos, turbinas, vías, pistas, ruedas, rodamientos, sistemas de engranajes, armaduras, escudos contra el calor y otros sistemas físicos y mecánicos que emplean superficies duras trabajadas a máquina que interactúan mediante el uso de agentes nano pulidores formados in sítu con composiciones lubricantes y, en algunos casos, ex situ y sus diferentes usos.

Description

BREVE SÍNTESIS DEL GRAFENO, SUS DERIVADOS Y LAS NANOPARTíCULAS ABRASIVAS Y SUS VARIOS USOS, ENTRE OTROS, COMO ADITIVOS DE LUBRICANTES, BENEFICIOSOS EN TÉRMINOS TRIBOLÓGICOS REFERENCIA A SOLICITUDES AFINES La presente solicitud reclama el beneficio de la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/596936, registrada el 9 de febrero de 2012 con el titulo Materiales Carbónicos Beneficiosos en Términos Tribológicos y Moléculas Lubricantes Nano-abrasivas a partir de la Pirólisis in sítu de Componentes de Carbono Cíclicos Expiatorios; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/579993, registrada el 23 de diciembre de 2011 con el título Síntesis del Grafeno y Derivados del Grafeno por Deshidratación o Pirólisis de Materiales Carbónicos, Exfoliación con Vapor o Formación de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos , y Subsiguiente Auto-ensamblaje Hidrofóbico; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/568957, registrada el 9 de diciembre de 2011 con el título Síntesis del Grafeno, Derivados del Grafeno, Nanopartículas Metálicas Encapsuladas en Carbono y Nanoacero y Uso de Desechos Carbónicos Enclaustrados y Gases de Efecto Invernadero en los Métodos de dicha Síntesis; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/546368, registrada el 12 de octubre de 2011 con el titulo Síntesis de Combustión del Óxido de Grafeno y el Grafeno; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/541637, registrada el 30 de septiembre de 2011 con el titulo Aditivos Lubricantes, Composiciones Pulidoras, Nanopartículas y Revestimientos Tribológicos , y Usos Derivados, y Métodos de Síntesis de Nanopartículas, Grafeno y Óxido de Grafeno; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/538528, registrada el 23 de septiembre de 2011 con el título Aditivos Lubricantes, Composiciones Pulidoras, Nanopartículas y Revestimientos Tribológicos y Sus Usos y Métodos de Síntesis de Nanopartículas, Grafeno y Óxido de Grafeno; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/503203, registrada el 30 de junio de 2011 con el título Aditivos Lubricantes, Composiciones Pulidoras y Nanopartículas, y Métodos y Usos de los Mismos y Métodos de la Síntesis de Nanopartículas; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/491633, registrada el 31 de mayo de 2011 con el título Composiciones Lubricantes, Aditivos Lubricantes, Métodos de Lubricación y Métodos de Pulimento de Superficies; la Solicitud de Patente Provisional Estadounidense Número 61/452781, registrada el 15 de marzo de 2011 con el título Composiciones Lubricantes, Aditivos Lubricantes y Métodos de Lubricación, cuyos contenidos son incorporados a la presente por referencia en su totalidad.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención consiste en métodos de síntesis ex si tu con posibilidad de ampliación en términos industriales del grafeno, del óxido de grafeno, del óxido de grafeno reducido y otras estructuras derivadas del grafeno, y de nanopartículas y sus usos, incluyendo, sin que sea ésta una enumeración taxativa, los compuestos, fabricación de compuestos y revestimientos, los campos de tribología, la nanotecnología, la terminación de superficies, la maquinación y herramientación, la perforación, la horadación, la formación de túneles, la balística, la antibalística, la protección contra el calor, la absorción del calor, los aditivos de lubricantes, las composiciones lubricantes, los revestimientos, los métodos de lubricación, los métodos de pulimento de superficies duras y los métodos de corte, perforación, endurecimiento, protección y fabricación de acero y otras superficies duras. La invención consiste, además, en el uso de nanopartículas abrasivas en composiciones lubricantes para pulimento, endurecimiento, protección, extensión de vida útil y lubricación de piezas de lubricación móviles y fijas en dispositivos y sistemas, incluyendo, sin que se limite a ello, motores, turbinas, rieles, anillos, ruedas, rulemanes, sistemas de engranaje y otros sistemas físicos y mecánicos que emplean superficies duras interactivas, en las que las nanopartículas abrasivas son formadas in situ a partir de compuestos lubricantes o, en algunos casos,- ex sito y luego añadidas a los lubricantes antes de ser utilizadas.
DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS AFINES Síntesis de grafeno y derivados del grafeno El grafeno de capa única, como resultado de sus propiedades físicas observadas y teóricas, incluyendo una amplia área de superficie específica, una alta movilidad intrínseca, un alto módulo de Young (-1,0 TPa), una alta conductividad térmica (-5000 Wm-l K-l), una alta transmisión óptica (~97,7%), una baja permeabilidad al gas y una alta capacidad de transporte de electrones, ha sido objeto de un gran número de estudios, investigaciones y debates en los últimos años (ver, por ejemplo, "El surgimiento del grafeno", de Geim y otros, Mater. Nat., Volumen 6, páginas 183 a 191, 2007; y "Síntesis, propiedades y aplicaciones del grafeno y el óxido de grafeno", de Zhu y otros, Adv. Mater., Volumen 22, páginas 3906 a 3924, 2010). En base a estas propiedades del grafeno, se ha considerado para uso en numerosas aplicaciones tales como el fotocatálisis , el almacenamiento de energía, las células solares, los electrodos transparentes, los semiconductores, ' los materiales de alta resistencia/bajo peso, los revestimientos de protección y emisión de campo. No obstante, continúa siendo difícil conseguir métodos de producción económicos y a gran escala.
El grafeno puro es una capa atómica policíclica plana única de carbono puro en un enre ado en forma de panal de anillos de carbono de seis miembros hibridados sp2. El grafeno es en teoría una capa única y pura de grafito, si bien el término grafeno también es empleado por convención para referirse a un material con varias capas atómicas de grafito apiladas o una capa grafitica con defectos menores que contiene propiedades esenciales similares al grafeno puro. El grafeno es relativamente hidrofóbico y generalmente se forma por exfoliación del grafito, lo cual puede realizarse utilizando dióxido de carbono supercrítico o por segmentación micromecánica o crecimiento epitaxial en carburo de silicio o ciertos sustratos metálicos. El grafeno puede formarse también en la fase gaseosa, pasando gotas líquidas de etanol a un plasma de argón en un rector de plasma microondas a presión atmosférica ("Síntesis de hojas de grafeno de fase gaseosa sin sustratos", Dato y otros, Nano Jet., Vol. 8, pp. 2012-2016, 2008).
La síntesis de grafeno con nanotubos también se ha realizado media'nte un método de pirólisis con aerosol ("Nanotubos de . carbono producidos por pirólisis con aerosol: mecanismos de crecimiento y efectos posteriores al recocido", Pinault y otros, El diamante y sus materiales afines, Vol. 13, páginas 1266-1269, 2004). Se aerosolizó una solución de 2,5-5 tl de ferroceno en tolueno o ciclohexano con argón pirolizada a 800-850 CC. Se observaron luego las primeras etapas de formación de nanotubos de carbono. Primero se formó una capa de nanopartículas que se creyó contenía hierro sobre un sustrato sólido. Luego surgió una alfombra ordenada de nanotubos a partir de esa capa de nanopartículas , en la que cada nanotubo creció de cada una de las nanopartículas. Un recocido de alta temperatura de las muestras produjo la extracción del hierro desde dentro de los nanotubos y mejoró su orden.
Varias publicaciones recientes han revelado la formación de cadenas de grafeno en condiciones de combustión. En uno de los casos, cantidades mínimas de nanopartículas de todas las cuatro formas de carbono, a saber: diamante, grafito, fullere.no y amorfo, fueron detectadas en una llama de vela de parafina ("Un nuevo enfoque a las nanopartículas de hollín en la llama de una vela", Su y otros, Común. Quim., Vol. 47, páginas 4700-4702, 2011). En otro caso anterior, se encontraron pequeñas cantidades de nanopartículas de carbono grafitico en un tratamiento ácido del hollín a partir de una llama de metano ( "Nanopartículas de carbono de hollín a partir de combustible natural", Tian y otros, Mater. Quím. , Vol. 21, páginas 2803-2809, 2009). En otro caso anterior, se formaron nanotubos huecos altamente grafiticos a partir de una llama de etanol ("Síntesis y mecanismo de crecimiento de nanotubos y nanofibras de carbono a partir de llamas de > etanol", Pan y otros, Micron, Vol. 35, páginas 461-468, 2004). De manera similar, los nanotubos de carbono fueron sintetizados utilizando mezclas de gases de CO/H2/He/C2H2 quemadas con una llama de acetileno en presencia de hierro sujeto a una ablación con láser o catálisis de nanopartículas de níquel ("Síntesis de llama de nanotubos de carbono mediante partículas de catalizadores preparados por ablación por láser", Vander Wal y otros, Soc. ñm. de Quím., Div. Quím. Comb., Vol. 49, páginas. 879-880, 2004).
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) se forman como parte del "hollín" del aire contenido en la materia de las partículas residuales (MPR) de combustión incompleta, pirólisis, u otra degradación térmica de' bajo oxígeno de hidrocarburos. Como estos HAP generalmente son considerados subproductos indeseables de una combustión imperfecta, numerosos estudios se han enfocado en cómo minimizar o eliminar en forma completa la formación de "hollín" en los procesos de combustión (ver, por ejemplo, "Estudios experimentales y teóricos sobre la formación de hollín en una llama de etileno", Coppalle y otros, Cien, y Tecn. de la Combust., Yol. 93, páginas 375-386, 1993).
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos presentan una estructura fundamentalmente de anillos de carbono aromático fundidos con átomos de hidrógeno unidos a los átomos de carbono periféricos de las matrices. Los HAP pueden pensarse como escalas de grafeno nanoscopicas en miniatura.
Los derivados del grafeno incluyen estructuras que contienen cadenas grafiticas que incorporan en parte heteroátomos tales como el oxígeno u otras imperfecciones estructurales en el entramado de carbono. Los derivados de grafeno, según se describen aquí, incluyen también estructuras tales como los nanotubos, los nanobuds, los fullerenos, las nanovainas, los endofullerenos , las nanocebollas , el óxido de grafeno, el carbono de tejido y otras formas sin grafeno de carbón o grafitico que puedan contener imperfecciones estructurales o químicas.
El óxido de grafeno (OG) es una familia de formas impuras de grafeno oxidadas que incluye grupos de hidroxilos y epóxidos ligados a varios átomos de carbono en el entramado de la matriz. Las propiedades estructurales del óxido de grafeno han sido estudiadas exhaustivamente (ver "Estructura atómica y electrónica del óxido de grafeno", Mkhoyal y otros, Nano Lett., Yol. 9, páginas 1058-1063, 2009), no obstante la estructura química exacta del OG es aún ob eto de mucho debate y una considerable variabilidad, al menos en términos de la frecuencia de grupo y ubicación del oxidrilo y el epóxido observados en los varios ejemplos estudiados.
El óxido de grafeno también es conocido por incluir grupos de ácido carboxílico, los cuales se cree se encuentran ubicados en los extremos de las capas de carbono. Estos varios grupos funcionales permiten una mayor funcionali zación química del óxido de grafeno. Recientemente se ha observado que la conversión de grupos de carboxilos a grupos hidroxilos en un derivado del grafeno produce un- material que se ha denominado "grafenol". Se han informado varios métodos complejos y de múltiples pasos para convertir este grafenol en grafeno por medio de una pirólisis, no obstante estos métodos incluyen el uso de químicos tóxicos tales como la hidracina (ver Sol. de Pat. Estadounidense No. 2011/0201739, por Beall, con el título Método y sistema para producir grafeno y grafenol, publicado el 18 de agosto de 2011) .
Como el. grafeno, el óxido de grafeno es formado convencionalmente a partir de óxido de grafito exfoliado o por oxidación del grafeno mismo. Las capas de óxido de grafeno pueden ser formas intencionalmente en una amplia variedad de niveles de oxidación con índices de oxigeno-a-carbono de hasta 1:2. Como el óxido de grafeno tiene sus características físicas y químicas únicas distintas del grafeno, su variabilidad estructural lo ha hecho menos atractivo para muchos estudios experimentales. A diferencia del grafeno, el óxido de grafeno es hidrófilo y es un aislante eléctrico de alta rigidez y resistencia (ver "La química del óxido de grafeno", Dreyer y otros, jev. Soc. Quím., Vol. 39, páginas 228-240, 2010).
El óxido de grafeno fue preparado por primera vez por tratamiento de grafito con clorato de potasio y ácido nítrico fumante (ver "Sobre el peso atómico del grafito", Brodie, Proc. de la Soc. Real de Londres, Vol. 10, página 249, 1859). Un proceso de algún modo más eficiente empleó ácido sulfúrico, nitrato de sodio y permanganato de potasio para convertir grafito en óxido de grafeno (ver "Preparación del óxido grafitico", Hummers y otros, Soc. Am. Quí J. , Vol. 80, página 1339, 1'958) . Hace poco, se registró un método aún más eficiente que utiliza ácido sulfúrico, ácido fosfórico y permanganato de potasio (ver "Síntesis mejorada del óxido de grafeno", de Marcano y otros, ASC Nano, Vol. 4,' páginas 4806-4814, 2010).
El óxido de grafeno coloidalmente disperso en agua puede ser reducido químicamente a grafeno utilizando monohidrato de hidracina. Otros reductores químicos para el óxido de grafeno incluyen la hidroquinona, el hidrógeno gaseoso, y soluciones significativamente básicas. La exfoliación y reducción térmica del óxido de grafeno ocurre ante un calentamiento a 1050 °C con extrusión para remover el subproducto generado de gas de dióxido de carbono. Por último, la reducción electroquímica del óxido de grafeno puede obtenerse colocando electrodos en los extremos opuestos de una película de óxido de grafeno en un sustrato no conductor, seguido de la aplicación de una corriente eléctrica a la película.
Si bien a la fecha no se ha registrado una reducción completa del óxido de grafeno a grafeno en ningún estudio, el óxido de grafeno puede reducirse mediante una serie de procesos diferentes para producir el llamado "OGR" (óxido de grafeno reducido) con índices de oxígeno a carbono de hasta 1:24.
Cabe mencionar que se ha observado que el OGR presenta numerosas propiedades químicas, físicas y eléctricas más similares a aquellas del grafeno que a las del óxido de grafeno .
El grafeno y sus varios derivados actualmente son ob eto de numerosos estudios y una extendida investigación, en parte debido a sus muchas aplicaciones potenciales, incluyendo sin que se ésta una enumeración taxativa, lubricantes, revestimientos moleculares horizontales para refuerzo de compuestos, protección contra el calor, transistores balísticos, circuitos integrados y fibras y cables reforzados.
Uso de carbono residual encapsulado en la producción de grafeno .
Se conocen varias formas de encapsulamiento de residuos de carbono, incluyendo, sin que se limite a ello, la conversión de residuos carbónicos a elementos como el metanol sintético o "biocarbón" a partir de dióxido de carbono (ver, por ejemplo, Biocarbón: Concepto para el carbono encapsulado", Hogan y otros, Enciclopedia de la Tierra, Consejo Nacional de Ciencias y Medio Ambiente, Washington, D.C., 2011; "Conversión del dióxido de carbono en combustible", Jiang y otros., Soc. Fil . Trans. R. A, Vol . 368, páginas 3343-3364, 2010), si bien no se ha registrado aún un uso beneficioso de estos residuos encapsulados o capturados de carbono como promotores o materia prima carbónica en la síntesis del grafeno.
Dispositivos médicos protésicos de implante.
Un factor importante en el éxito de las prótesis médicas implantadas es la uniformidad de las superficies de fricción, tanto para la longevidad como para la prevención de infecciones. Las asperezas sobre la superficie de dispositivos metálicos implantados medicinalmente ofrecen un espacio para la recepción de bacterias. Los dispositivos metálicos en el sistema vascular o circulatorio también ofrecen un espacio para la acumulación peligrosa de plaquetas que puede conducir a un ataque cardiaco o apoplejía. El nanopulimento de estos dispositivos médicos- protésicos para implante a un nivel de perfección de uniformidad casi atómico mejorarían en gran medida su seguridad y eficacia.
Nanofarmacéutica , oncología y representación óptica.
Las mejoras en la búsqueda de drogas quimioterapéuticas o de radiación para un sitio de cáncer y la habilidad para ofrecer un contraste para la representación óptica son áreas de una activa investigación en el campo de la medicina. Las nanopartículas de magnetita han sido utilizadas como un agente de contraste de los tumores para las imágenes por resonancia magnética (ver, por ejemplo, "Evaluación en vivo de nanopartículas de magnetita para su uso como agente de contraste de tumores en IRM", Tiefenauer y otros., Imágenes por Resonancia Magnética, vol . 14, no. 4, páginas 391-402, 1996) . Existe una considerable cantidad de estudios e investigaciones actuales sobre el uso de las bolas de Bucky "funcionalizadas" como un medio para aplicar terapias de drogas a tumores del cuerpo (ver, por ejemplo, "Aplicación de medicamentos utilizando nanoestructuras magnéticas", Yoon y otros, J. Fís.: Mat. Condens., vol . 19, 9 páginas, 2007).
Producción de acero.
Los huecos y asperezas de la superficie del acero brindan una superficie para la formación de una oxidación destructiva en forma de óxido férrico, también conocido como herrumbre. La reducción o eliminación de estos huecos o asperezas aumentaría la vida útil de estas estructuras de acero .
Entornos de reacción de grafeno y óxido de grafeno.
En algunas formas de la investigación, las estructuras de grafeno y óxido de grafeno son utilizadas en varios solventes para actuar como envolturas de reacción, lo cual genera un nanoambiente para que ocurran reacciones que son desf vorables en términos de termodinámica o de otro modo similar a la manera en que las encimas trabajan en los sistemas biológicos. Estas envolturas de reacción del grafeno (ERG) y las envolturas de reacción del óxido de grafeno (EROG) permiten la producción de reacciones químicas y reformaciones atómicas, tales como la restructuración de átomos en cristales, que normalmente no ocurrirían fuera de la envoltura de reacción. Las ERG y EROG sirven como "vasos de reacción micro o nano" que pueden comprimir parte de la envoltura en un nanoabrasivo u otra nanopartícula , convirtiéndose de este modo en parte del producto de la reacción. En un caso, la envoltura actúa como un alto horno para la producción de nanoacero a partir del hierro.
El acero puede tomar una serie de diferentes formas, incluyendo, sin que sea ésta una enumeración taxativa, la ferrita, austenita, perlita, martensita, bainita, ledeburita, cementita, ferrita beta, hexaferrum y cualquier combinación de los mismos, dependiendo de las condiciones en las cuales se realice. Los nanoaceros de la invención formada en ERG o EROG puede ser en la forma de ferrita, austenita, perlita, martensita, bainita, ledeburita, cementita, ferrita beta, hexaferrum, y cualquier combinación de los mismos.
Nanoacero, nanorobótica y fabricación de nanomáquinas .
La síntesis de aleación metálica nanocristalina es conocida en la tecnología actual ("Métodos de síntesis de nanocristales de óxido, hidróxido y carbonato de metales alcalinotérreos . Consideraciones sobre tamaño y morfologías", Alavi y otros, páginas 237-262 en Nanocristales, ed. por Matsuda, InTech, Rijeka, Croacia, 2011) . No obstante aún no se ha registrado la síntesis de nanopartículas reforzadas con acero, nanocebollas y métodos de producción de cristales nítidos de nanoacero y láminas de metal nanoscópicas .
La nanorobótica generalmente se refiere a la ciencia' de la ingeniería en nanotecnología y a la fabricación de dispositivos mecánicos de un tamaño entre 0,1 a 10 µ?t? a partir de componentes a nanoescala. Otros nombres comunes para estos dispositivos teóricos son los nanobots, nanoides, nanitas y nanomitas. Se cree que los desarrollos futuros en este campo permitirán la construcción de, entre otros elementos, instrumentos quirúrgicos diminutos operados en forma remota y dispositivos electrónicos a nanoescala. Métodos simples y de bajo costo de nanofabricación de diminutos cristales o láminas de acero probablemente contribuirían a un avance considerable de esta ciencia.
Tecnología del concreto y el asfalto.
El concreto . y el concreto de asfalto son dos materiales utilizados comúnmente en la const ucción. El concreto es un compuesto formado mínimamente de un material cementoso, un agregado fino, un agregado grueso y agua. El concreto de asfalto es un compuesto formado por lo general mínimamente de asfalto, una substancia altamente viscosa y pegajosa, negra como el alquitrán, presente en algunos petróleos crudos y yacimientos naturales, y un agregado grueso. A través de los años se han desarrollado varias clases de mezclas y aditivos en un intento 'por aumentar la resistencia de estos materiales .
El más común de estos "aditivos" de concreto se clasifica en dos categorías: reductores de agua de superplasticidad (también conocidos como reductores de agua de rango amplio) y fibras sintéticas de refuerzo utilizadas para producir concreto reforzado con fibras (CFR) . Estos reductores de superplasticidad, incluyendo la última generación a base de éter policarboxílico (RSE) y las mezclas derivadas del glicol del polipropileno, sirven para reducir la cantidad de agua requerida para formar el compuesto. Los reductores de superplasticidad también mejoran la reología (características de flujo) de la pasta de concreto, mejorando así su manejo antes del curado (ver "Efecto de los reductores de superplasticidad y las mezclas reductoras en pastas y mezclas de escoria alcalinizada", Palacios y otros, Investigación sobre cemento y concreto, Vol. 35, páginas 1358-1367, 2004; "Reductores de superplasticidad: Cómo funcionan y por qué en ocasiones no lo hacen", Aitcin y otros, Concreto internacional , Vol. 16, páginas 45-52, 1994).
En el caso del concreto reforzado con fibras, las. fibras sintéticas (por lo general fibras de polipropileno), tienen como fin aumentar la fuerza de la matriz y mejorar la capacidad de deformación del concreto. Las fibras de refuerzo del concreto tienen por objeto unir microgrietas en el concreto y reducir la separación, permitiendo de este modo que el concreto conserve su capacidad para soportar su carga sin fallar por la separación completa de esas rajaduras (ver "Propiedades mecánicas de materiales de concreto reforzados con polipropileno o fibras de polietileno", Soroushian y otros. f Revista sobre Materiales, Vol. 89, páginas 535-540, 1992).
En la práctica, ningún tipo de "aditivo" ha mostrado aumentos drásticos en la resistencia de los productos o sistemas de concreto o concreto de asfalto. Se cree que el grafeno y ciertos derivados del grafeno podrían ser utilizados como "aditivos" de refuerzo para el concreto y el asfalto en lugar de los métodos actuales.
Ciencia militar y balística.
Según estudios recientes de la Universidad de Columbia (New York, New York, Estados Unidos), el grafeno se identifica como el material más resistente del planeta. La enorme fuerza del grafeno es atribuida por los investigadores de la universidad de Columbia a su matriz de enlace covalente de carbono-carbono. Las muestras de grafeno probadas fueron capas simples de grafeno sin defecto alguno. Las pruebas de las muestras revelaron que una simple lámina de grafeno tiene una fuerza intrínseca de 42 Nm-1.
La ciencia moderna de la antibalística busca desarrollar medios cada vez más finos para brindar protección contra proyectiles balísticos y metrallas. Con este fin, continuamente se están investigando nuevos modos de refuerzo molecular de los compuestos' de matriz polimérica (CMP). La tecnología actual emplea diversas variedades de fibras e hilos balísticos de alto rendimiento, incluyendo el S-glass, aramidas (por ejemplo, evlar® 29, Kevlar® 49, Kevlar® 129, Kevlar® KM2, Twaron®) , polietileno de peso molecular ultra alto e ultra Orientado (ej: Dyneema®, Spectra®) , PBO (por ejemplo, Zylon®) y el Polipiridobisimidasol (PIPD) (denominado M5®) , etc.
Las típicas características de estas fibras son su muy baja densidad y alta resistencia a la tensión, con una correspondiente alta capacidad de absorción de la energía. En el caso de los paneles balísticos del compuesto de matriz de polímeros (CMP), la capacidad de deformación y dispersión de fuerzas de las fibras es seriamente obstaculizada por la resina circundante del compuesto, lo cual conduce a fallas en condiciones de fractura y separación de las láminas de la matriz de resina ante el impacto de un proyectil. El grafeno y sus derivados, incorporados a paneles balísticos de compuestos textiles, no sufriría las mismas limitaciones que las típicas matrices de resina de los CMP.
El grafeno y sus estructuras derivadas representan una oportunidad única y clave para la antibalística. El grafeno y sus derivados presentan un módulo de elasticidad y una resistencia a la tensión particularmente elevados, con un módulo de Young de -1000 Gpa y una fuerza de alrededor de 13-53 Gpa. Comparado con las fibras y los compuestos antibalísticos tradicionales, el potencial del grafeno y sus derivados supera ampliamente los métodos de la tecnología actual .
La compañía Nanocomp Technologies Inc. (Concord, New Hampshire, Estados Unidos), trabajando en conjunto con el Centro de Soldados de Natick del Ejército de los Estados Unidos, está buscando desarrollar una nueva generación de blindaje balístico liviano basado en la tecnología de los nanotubos de carbono (TNC) . En abril de 2009, la compañía demostró que un panel balístico de ~5 mm de ancho de compuestos de TNC fue capaz de detener una bala de 9 mm. Mayores avances en la síntesis del grafeno y sus derivados a nivel industrial sin duda acercaría más a esta tecnología a su comercialización. \·¦ Lubricación de sistemas mecánicos.
Todos los sistemas mecánicos implican fricción entre elementos interactivos. Esta interacción puede ser tan simple como el desplazamiento de un rulemán por un canal, un anillo de émbolo moviéndose contra un manguito de cilindro o el contacto entre el lóbulo del eje de levas y su rodilla. En todos estos ejemplos, la fricción entre las superficies interactivas es un factor a considerar. La fricción en cualquier sistema es la causa de tensión, fatiga, desgaste, calor, ruido, vibración, y eventualmente de una falla. El otro enemigo común del mencionado sistema mecánico con contenido de metal es la corrosión.
En la mayoría de las circunstancias, la ciencia de la ingeniería busca reducir la fricción inherente a los sistemas físicos y mecánicos con superficies que interactúan entre sí a ustando y terminando esas superficies según la mayor uniformidad posible. Ninguna superficie de fricción actual es perfectamente lisa, es decir, completamente libre de asperezas. La interacción de estas asperezas irregulares aumenta la fricción. Conforme se necesite, los componentes interactivos de los sistemas físicos y mecánicos son ajustados y pulidos para las tolerancias requeridas a fin de permitir un desempeño adecuado y reducir la fricción inherente. Una reducción marcada en la fricción a través del llamado "super pulimento" de los componentes a altas tolerancias (Ra < 50 nm) a la fecha ha significado un considerable tiempo y costo de producción. Generalmente, la ciencia moderna del 1 maquinado es forzada a sacrificar exactitud en la maquinación por economía.
Por otro lado, todos los motores internos de combustión, incluyendo la gasolina y el diesel (aspirados normalmente o con turbocompresor ) las turbinas y otros sistemas de engrana es requieren lubricación para un adecuado funcionamiento. Se han realizado varios intentos por lograr una lubricación óptima de estas máquinas en el campo de la lubricación de motores y engranajes desde su inicio. Los primeros intentos, tales como el aceite de oliva y ciertos jabones carbólicos, han sido desde entonces reemplazados por lubricantes más sofisticados a base de hidrocarburos, muchos de ellos conteniendo aún más sofisticados paquetes de aditivos, cada uno de esos aditivos intentando resolver varios problemas inherentes a la lubricación de estos sistemas .
La tecnología actual en cuanto a la lubricación de sistemas mecánicos que contienen metales, tales como los motores de combustión interna, es el uso de técnicas de lubricación elastohidrodinámica (LEH) que utilizan métodos y materiales para "tratar" los problemas de asperezas en superficies metálicas interactivas de sistemas mecánicos al emplear fluidos incompresibles y barreras de revestimientos para impedir el contacto de metal con metal. Ninguno de estos métodos afecta a los valores del llamado Rá (Promedio de Roughness) de los componentes metálicos de las superficies interactivas y no hace nada por aliviar los efectos causantes de la fricción de las asperezas mismas.
A fin de preservar y proteger las superficies de fricción de metal y los sistemas que las incluyen, se utilizan varios aditivos de lubricante con una variedad de propósitos, como dispersantes, inhibidores de la corrosión, mejoradores de la viscosidad, agentes de control de juntas, reductores del punto de fluidez, inhibidores de la espuma, agentes antidesgaste y antioxidantes. Algunos aditivos de -lubricante que han sido desarrollados para disminuir la fricción incluyen: el Triortocresil Fosfato (TOCF, o simplemente TCF) , popular en . la aviación pero del cual se sabe que ataca lentamente cierres y juntas; los detergentes hidrocarburos nafténicos, conocidos por combinar con los productos de combustión incompleta para formar ácido hidroclórico; el dialquilditiofosfato de zinc ( DDZ ) , problemático para vehículos equipados con conversores catalíticos; las parafinas cloradas, identificadas mundialmente por- ser extremadamente dañinas a la vida acuática; los sólidos suspendidos tales como el politetrafluoroetileno (PTFE, cuyo nombre comercial es TefIon®) , considerado por muchos indeseable para la lubricación; el polvo de grafito, considerado por muchos indeseable para los sistemas que emplean cojinetes; el molibdeno, un metal que reduce la economía en el uso de combustible; las nanocebollas de disulfuro de tungsteno, una solución de barrera temporaria; los buckminsterfullerenos, otra solución costosa y temporaria, y los nanodiamantes suspendidos en grafito para desalentar la típica acumulación de las partículas abrasivas, una vez más con las quejas de quienes objetan el uso del grafito en sistemas que contienen rulemanes. Los aditivos de lubricantes a menudo contienen también fosfatos y sulfuros que, mediante descomposición, pueden contribuir a la producción de gases nocivos.
Los depósitos carbónicos dentro de sistemas mecánicos son casi universalmente considerados inconvenientes, por lo cual muchos lubricantes modernos están específicamente diseñados y formulados para inhibir y/o evitar la formación de cualquier depósito carbónico. La sabiduría convencional de la lubricación elastohidrodinámica sugiere que los lubricantes de motores combustión interna deben estar formulados para ser tan estables en términos físicos y químicos como sea posible para resistir la degradación térmica del lubricante base y sus aditivos por pirólisis y combustión incompleta, no alentarla; esto debido a que los productos de dicha descomposición térmica de los lubricantes convencionales produce depósitos carbónicos dañinos (tales como el fango) los cuales tienden obstruyen las válvulas, cubren los aros de émbolo y en general disminuir la eficiencia operativa y ¦ la vida útil del motor. Los dispersantes son generalmente utilizados en lubricantes para impedi 'la acumulación de fango (ver, por ejemplo, "Efecto de la temperatura en la aglomeración de negro de carbón en líquido hidrocarbúrico con dispersante absorbido", Won y otros, Langmuir, Vol . 21, páginas 924-932, 2005; "Propiedades de la adsorción de dispersantes de succinimida en sustratos carbónicos", Tomlinson y otros, Carbono, Vol. 38, páginas 13-28, 2000; "Síntesis y caracterización de los dispersantes de succinimida modificados con carbonato de etileno", Wang, Universidad de Waterloo, Tesis de Master, 2010). El hollín que vuela del motor, que es el resultado de una combustión incompleta, se ha demostrado que es altamente abrasivo y capaz de dañar piezas de metal (ver, por ejemplo, "Caracterización del hollín y desgaste del motor diesel", Jao y otros, Ciencia de la Lubricación, Vol. 16, páginas 111-126, 2004; "Desgaste de Pulimento a causa del Hollín", Ryason y otros, Desgaste, Vol. 137, páginas 15-24, 1990; "El desgaste del hollín en motores diesel", Yamaguchi y otros, Revista de Ingeniería. Tribología, Vol. 220, páginas 463-469, 2006; "Efecto del aceite diesel contaminado con hollín en el desgaste del motor - Investigación de novedosas formulaciones del aceite", Gautam y otros, Tribología Internacional , Vol . 32, páginas 687-699, 1999) . Los aceites para motor, "sin cenizas" son otro ejemplo de productos que apoyan la noción de que las formulaciones de lubricantes deben ser mantenidas lo más libres de partículas de carbono posible y que todos los depósitos carbónicos en los motores son dañinos y adversos. Según en paradigma actual de la LEH, la degradación térmica y la pirólisis de los aditivos de lubricantes que resultan en la formación de hollín carbónico y depósitos son considerados universalmente indeseables.
Las pautas de evaluación actuales para los lubricantes y sus aditivos son otra evidencia y apoyan este paradigma de lubricación. La Prueba de Volatilidad de Noack (ASTM D5800) mide la evaporación de la formulación del lubricante como una función de la temperatura, debido a que las formulaciones se vuelven más viscosas con el aumento de la vaporización. La prueba consiste en colocar una masa de aceite de motor en un dispositivo de Noack a 250 °C con un flujo constante de aire por encima de la muestra durante 1 hora. Luego la muestra es pesada para determinar la pérdida de masa debido a la pérdida de compuestos orgánicos volátiles (COV) . Una pérdida aceptable de masa no debe ser mayor al -13 / 15%. Un lubricante debe pasar esta prueba para ganar la aprobación de las normas sobre aceites de motor API CJ-4 (en los Estados Unidos) o ISLAC GF-4 (en la Unión Europea).
Otras pruebas de evaporación industrial de los lubricantes incluyen las normas ASTM D972 y ASTM D2595. Las normas ASTM D972 evalúan la formulación del lubricante a temperaturas entre 100 y 150 °C con un flujo constante de aire (2 L/min) sobre la muestra. Las normas ASTM D2595 evalúan la formulación del lubricante a temperaturas entre 93 y 316 °C con un flujo de aire constante (2 L/min) sobre la muestra .
La industria de lubricantes actual utiliza casi exclusivamente un lubricante base de hidrocarburos de cadena lineal o ramificada en formulaciones de lubricación LEH, junto con cantidades relativamente pequeñas de una combinación de aditivos comparativamente costosos, incluyendo, en algunos casos, aditivos que contienen carbono cíclico tales como ciertos antioxidantes de fenoles "impedidos", ciertos salicilatos, y ciertos aminas. Con frecuencia, el uso de aditivos de lubricante antioxidante que contienen carbono cíclico en los métodos antiguos está limitado a los esfuerzos por mejorar o proteger el lubricante subyacente principalmente al inhibir la oxidación de los radicales de los peróxidos formados in situ.
Todo el paradigma mencionado anteriormente de LEH :y las pautas de evaluación industrial se basan en la premisa de que los productos carbónicos de combustión incompleta o pirólisis son universalmente dañinos e indeseables dentro de motqres y sistemas mecánicos. Esto sugiere que el resultado óptimo del uso de lubricantes que contienen detergentes, dispersantes y películas divisorias es mantener lubricado el interior de un sistema mecánico tan perfectamente limpio y libre de depósitos carbónicos y desgaste abrasivo como sea posible.
Producción y uso de fullerenos en lubricación.
Los fullerenos, descubiertos por primera vez en 1985, y cuyo nombre se debió al fallecido arquitecto de la primera cúpula geodésica, Buckminster Fuller, son una clase de moléculas con paredes externos compuestas totalmente de anillos de carbono. La variedad básica esférica de los fullerenos es el buckminsterfullereno o simplemente, la bola de "Bucky". Estos pueden ser de naturaleza endohédricos , con varios átomos, iones o complejos atrapados dentro de sus centros huecos. Los metalofullerenos endohédricos, que contienen iones metálicos, son actualmente ob eto de numerosos estudios de investigación.
En términos matemáticos, una bola de Bucky es un poliedro convexo trivalente compuesto de anillos de carbono, pentagonales y hexagonales. Las bolas de Bucky siguen la fórmula del poliedro de Euler, en que V - E + F = 2, donde V, E, y F son el número de vértices, bordes y caras en el exterior de la bola. En términos de fullerenos no isomórficos, existen alrededor de 214.127.713 variedades diferentes. Bolas de Bucky puras y simples se encuentran disponibles a la venta en configuraciones de C60 y C70, si bien son -bastante costosas; generalmente, $900 a $1,000 por 100 mg de material.
Los diamantes de Bucky son complejos de carbono a nanoescala de un centro de diamante dentro de un fullereno o estructura externa similar al fullereno (ver, por ejemplo, "Coexistencia de diamantes de Bucky con fases de carbono de fullereno y nanodiamantes", Barnard y otros., Estudio Físico B, Vol. 68, 073406, 2003). Actualmente se cree que esta estructura es una estructura intermedia entre la interconversión de' nanocebollas y nanodiamantes. Barnard y otros predi eron que los, diamantes de Bucky eran una forma de carbono metastable como la coexistencia de nanodiamantes y fullerenos en un tamaño que a 1850 átomos (-1,4 a 2,2 nm de diámetro ) .
Barnard y otros ("Nitrógeno Substitutional en Nanodiamantes y Partículas de Diamantes de Bucky", Revista de Física Química, B, Vol. 109, páginas 17107-17112, 2005) presentan que es posible incorporar heteroátomos , tales como el nitrógeno en este caso, en la estructura del diamante de Bucky. Recientemente, Yu y otros. ("Existe una Estructura Estable de Diamante de Bucky para el Grupo SiC", presentada a la Revista de Física Química el 24 de agosto de 2011) propusieron una estructura de diamante de Bucky estable de SÍ68C79 basada en un modelo molecular por computadora. En el estado estable, el centro de nanodiamante y la estructura de forma de fullereno no se cree que se encuentran unidos químicamente. El modelo de Yu y otros predijo que ante el calentamiento de esta estructura de Si-C, el centro de 35 átomos se descompondría a una temperatura inferior a la estructura externa de 112 átomos, siendo el centro entonces incorporado a la estructura externa para formar una estructura mayor similar a un fullereno al enfriarse.
Los fullerenos son una prometedora nueva nanotecnología en la ciencia de la lubricación. Ha habido muchos intentos por utilizar los fullerenos como barreras lubricantes para llenar las asperezas y brindar una película tribológica en piezas móviles. Lamentablemente, los medios a gran escala y viables en términos comerciales para la producción de fullerenos útiles ha demostrado ser difícil de alcanzar. Una vez más, la tecnología actual en tribología se ha enfocado en películas. y revestimientos tribológicos en las superficies de piezas móviles. Sin embargo, este antiguo paradigma no atiende la causa subyacente de la fricción misma, las asperezas en las piezas de metal interactivas.
El advenimiento de la nanotecnología y la ciencia de la tribología han introducido varios nuevos enfoques a la lubricación a través del uso de varias nanopartículas . La Publicación de la Aplicación de Patente Estadounidense No. 2007/0292698, titulada "Trimetaesferas como Lubricantes Secos, Lubricantes Húmedos, Aditivos de Lubricantes, Revestimientos de Lubricante, Revestimientos Resistentes a la Corrosión y Materiales Conductivos del Calor " por Gause y publicado el 20 de diciembre de 2007, revela el uso de bolas de Bucky de metalofullerenos conteniendo escandio como un lubricante sólido suspendido, en lugar de fullerenos de carbono simples o "bolas de Bucky", que rápidamente se degradan a temperaturas elevadas.
Se ha propuesto el uso de nanodiamantes de Bucky separados externamente (NDBS) como aditivos de lubricantes, sin embargo estas moléculas son intrínsecamente difíciles de separar de aglomerados indeseables, un paso necesario para hacerlos útiles para la lubricación y otras aplicaciones (Ver por e emplo Nanodiamantes: Aplicaciones en Biología y Medicina a Nanoescala, Capítulo 1, Ho, D. (ed.), "Nanopartículas Individuales de Diamante de Bucky, Estrategias de Síntesis, Metodologías de Caracterización y Nuevas Aplicaciones", por Ósawa, E., Springer Science + Business Media, LLC, New York, 2010) .
NanoMaterials , Ltd. (Nes Ziona, Israel) ha producido una serie de lubricantes que contienen nanopolvo de disulfuro de tungsteno. Estas estructuras 'negras de cebolla de sulfuro de tungsteno tienen como objeto llenar las asperezas de las superficies y colocar capas que actúen como una barrera de interacción de baja fricción entre los componentes de metal del motor.
NanoLube, Inc. (Lombard, IL, US) declara producir nanoesferas de carbono no abrasivo, con el nombre de DiamondLube™, que son introducidas en lubricantes para disminuir la fricción. El producto NanoLube™ parece ser costosos pero simples fullerenos suspendidos en aceite liviano .
PlasmaChem GmbH (Berlín, Alemania) comercializa un aditivo para aceites de motor con la marca comercial ADDO®, el cual declara que contiene nanopartículas de diamante y grafito formadas por síntesis de detonación capaz de pulir piezas internas del motor a una suavidad propia de un espejo. El grafito es supuestamente añadido a la suspensión para reducir la aglomeración de los nanodiamantes .
El · nanodiamante de detonación es un producto de nanodiamante que típicamente se forma por detonación explosiva de una mezcla deficiente en oxígeno de trinitrotolueno y hexógeno (ver, por ejemplo, "Las propiedades y aplicaciones de los nanodiamantes", Mochalin y otros, Nanotecnología de la Naturaleza, Vol. 7, páginas 11-23, 2012). Los nanodiamantes resultantes generalmente tienen la forma de grupos de l-µp? de partículas en forma de diamantes de 5 nm, cada nanopartícula comprendiendo un centro de diamante con una capa de grupos funcionales superficiales.
Otros métodos para formar nanodiamantes utilizan técnicas sin detonación, tales como la ablación por láser, fresado de bolas de alta energía de microcristales de diamante, deposición- de vapor químico asistida por plasma, síntesis de esterilización, cloración de carburos, irradiación iónica del grafito, irradiación de electrones de nanocebollas de carbono, y cavitación ultrasónica. Estos nanodiamantes sin detonación resultantes tienen una tendencia a unirse ante una síntesis, y se ha dedicado mucha energía para desarrollar procesos para separar en forma limpia los productos aglomerados de los nanodiamantes.
El elemento común en la mayoría de estas soluciones para la reducción de la fricción, al igual que la tecnología actual, es el uso de técnicas de lubricación elastohidrodinámica (LEH) que emplean métodos y materiales para "abordar" el problema de las asperezas en superficies metálicas interactivas de sistemas mecánicos, no eliminar o "solucionar" la raíz del problema - las asperezas en sí mismas. Estos métodos y materiales que intentan abordar el pulimento y reducción de las asperezas lo hacen empleando nanodiamantes abrasivos añadidos en forma externa que deben ser suspendidos en materiales empleados para evitar su aglomeración en indeseables grupos grandes. Ninguno de los métodos y materiales mencionados anteriormente implican técnicas o medios para la formación in situ de partículas carbónicas tribológicas o nanoabrasivos beneficiosos de precursores líquidos, un novedoso enfoque que aborda el problema actual inherente a la aglomeración no deseada de partículas de nanodiamantes abrasivos lubricantes añadidos en forma externa.
RESUMEN DEL INVENTO El invento se refiere a métodos para una sencilla síntesis del grafeno, los derivados y nanopartículas del grafeno y su uso como aditivos de lubricante beneficiosos en términos tribológicos . Los productos de los métodos de la invención tienen numerosas aplicaciones en muchos campos, incluyendo entre otros, la tribología, la nanotecnología , la maquinación y herramientación, lubricación, trabajos en metales, perforación, minería, manufactura de pintura, manufactura de revestimientos anticorrosivos, formación de túneles en roca, trazado de rutas, fabricación de moldes, elaboración de lentes ópticos, ingeniería militar, corte y pulido de gemas, ingeniería aeroespacial , ingeniería automotriz, ferrocarriles de alta velocidad, ingeniería marítima, medicina, medicina nuclear, imágenes y diagnósticos médicos, transporte, fabricación de grúas y equipos pesados, fabricación de equipos . de agricultura, fabricación de motocicletas, fabricación de motores eléctricos, producción de cables, lijado, generación de energía eléctrica convencional, nuclear, solar y eólica, generación de energía hidroeléctrica, electrónica, tecnología de circuitos integrados, tecnología de baterías, fabricación de componentes de pulimento, fabricación de acero, pulimento de metales y endurecimiento químico de superficies de metal.
La invención se refiere además a las composiciones lubricantes que comprenden un lubricante y al menos un aditivo seleccionado para servir como una fuente de carbono expiatoria en la formación in situ de estructuras grafiticas de carbono útiles en términos tribológicos en condiciones normales de operación localmente pirolíticas. Asimismo, se incluyen métodos para síntesis ex situ de grafeno, óxido de grafeno, óxido de grafeno reducido y otras estructuras derivadas del grafeno y nanopartículas abrasivas. El medio para separar productos de síntesis ex situ es descripto además por el uso de un aparato "de horno dinámico".
Por otro lado, la invención es particularmente útil, ya que se refiere a composiciones lubricantes y métodos de pulimento, endurecimiento y lubricado de piezas móviles en motores, turbos, turbinas, rieles, canales, ruedas, rulemanes, ejes, transmisiones, sistemas de engranaje y otros sistemas físicos y mecánicos que emplean superficies duras interactivas. En una de sus manifestaciones, los métodos y composiciones lubricantes brindan, entre otras cosas, una perfección casi sin fricción en superficies metálicas interacti as .
En otra versión, la composición lubricante de la invención permite que el motor, turbo o turbine produzca mayor caballos de fuerza y par motor que al ser lubricado con un lubricante convencional, ya que disminuye la fricción a través del lubricado y el efecto de pulimento de la composición y métodos del lubricante. Los indicadores de eficiencia tales como los caballos de fuerza y el par motor aumentan un período de días a semanas, meses, de uso normal luego de la introducción inicial del lubricante en el motor. En algunas versiones, los beneficios de los métodos y composiciones del lubricante que se describen en el presente incluyen la formación de un límite tribológico de nanopartículas o nanoláminas en las superficies de piezas móviles lubricadas, en las que dichas nanopartículas o nanoláminas sirven para remover en forma activa la oxidación de la superficie de metal, encapsularla y hacer un uso provechoso de las moléculas de oxidación, desempeñando un rol intencional en la reducción de la fricción.
En el caso de la medicina, la medicina nuclear, el diagnostico medico por imágenes y el diagnostico en general, el invento produce vectores infinitamente pequeños, seguros y altamente inertes que trasladan isótopos radioactivos, otros iones metálicos u otros agentes terapéuticos ligados a iones hacia otras partes del cuerpo por razones terapéuticas o para mejorar la resolución de las imágenes magnéticas u de otro sistema de diagnóstico por imágenes. Asimismo, estas esferas magnéticas o paramagnéticas pueden utilizarse para erradicar tumores y células cancerígenas en un fuerte campo magnético inducido artificialmente, tales como la resonancia magnética para forzar las esferas a rotar u oscilar violentamente con el objeto de producir suficiente calor para destruir las células desde su interior.
En una versión, la invención consiste en una pequeña reacción de deshidratación o una pirólisis de reflujo' para formar carbono grafito a partir de una fuente material carbonosa. Los métodos son adaptables para su uso en producción industrial. La fuente carbonosa puede ser preferentemente una azúcar u otra estructura que contenga 6 anillos de carbono, no obstante otras substancias carbonosas pueden someterse a deshidratación, pirólisis, oxidación o combustión incompleta para actuar como fuente de carbono. La fuente de carbono se somete a reflujo, pirólisis, oxidación/reducción, combustión incompleta o deshidratación de ácidos para formar la sustancia original reactiva al carbono grafito. En una versión, se somete el carbono grafito a un reflujo con un solvente liguido, y se emiten partículas de grafeno / óxido de grafeno (GO) a escalas nanoscópicas o nanoescalas suspendidas en vapor. En una versión, una fuente de carbono grafio puede someterse a ataques físicos de líquidos altamente presurizados o vapor para producir escamas de grafeno exfoliado mecánicamente sin necesidad de la pirólisis, deshidratación ' u oxidación. Las escamas de grafeno / óxido de grafeno resultantes pueden viajar en el vapor y ser recolectadas al depositarse directamente sobre un sustrato solido en contacto físico con el vapor emitido, o mediante la aplicación del vapor que contiene las partículas a una solución acuosa o liquida usada para facilitar "la formación hidrofóbica" de capas de grafeno /óxido de grafeno a partir de las escamas.
En una versión de la invención, se controla el ambiente de la reacción para limitar la cantidad de oxigeno (02) en la cámara, retrasando la combustión completa de los reactivos durante el recalentamiento. En una versión la reacción se llevaba a cabo en la presencia de un solvente agregado. En una versión, el GO producido se convierte en óxido de grafeno reducido (rGO) u hojas de grafeno suspendidas en un medio de recolección de liquido caliente o sin calentar. Las hojas de grafeno o rGO resultantes pueden utilizarse para producir una gran variedad de productos útiles, entre otros: recubrimientos de protección y compuestos' de grafito reforzado de poco peso y alta resistencia, alambres y fibras.
En una versión, se somete una sustancia original carbonosa a una reacción de deshidratación o pirólisis para formar carbono grafito. En una versión, la fuente carbonosa es grafitica. El carbono grafito se somete al reflujo en la presencia de un solvente causando la emisión de escamas de grafeno / GO o hidrocarburos aromáticos . policiclicos sintetizados por reflujo (PAH) en forma de vapor producido por el recalentamiento. La recolección de las escamas de grafeno /GO o PAH se realiza a partir de los depósitos sobre sustratos sólidos en contacto físico con el vapor emitido o mediante la aplicación de vapor a una fuente de liquido acuoso para la formación hidrofóbica del grafeno. El proceso puede adaptarse a nivel industrial. En algunos casos, el GO producido se convierte en hojas de óxido de grafeno reducido (rGO) suspendidas en un medio líquido caliente o sin calentar .
En una versión, la invención se relaciona con la producción de nanopartículas abrasivas usadas como agentes pulidores. Las nanopartículas abrasivas, según esta versión, pueden crearse mediante la adición de óxidos metálicos o nanodiamantes a la mezcla de reacción.
En una versión, las hojas de grafeno resultantes pueden utilizarse para producir una variedad de productos útiles, entre otros: compuestos de grafeno reforzado de bajo peso y alta resistencia.
En una ' versión, los aditivos adecuados para los lubricantes convencionales facilitan la formación in situ de en cantidades tribológicamente efectivas de nanoparticulas o microparticulas de carbón grafito tribológicamente útil. En una versión, el aditivo consiste en una estructura química que contiene al menos un anillo de carbono. En una versión, las nanoparticulas son nanoparticulas abrasivas que actúan como agentes nanopulidores para nano pulir superficies de fricción hasta alcanzar un alto nivel de alisado mediante la reducción o eliminación de las asperezas, reduciendo en consecuencia la fricción entre las superficies desgastadas. En una versión, el aditivo del lubricante consiste en una forma de carbón grafito que se forma ex situ antes del agregado del lubricante para formar un compuesto lubricante.
En una versión, el aditivo del lubricante está formado por una molécula compleja de hierro. En una versión, el aditivo está formado por nanoparticulas de una sustancia que contiene carbono. En una versión, el aditivo se disuelve en el lubricante para formar el compuesto lubricante. En una versión, se emplea una molécula precursora que contiene carbono en la forma de una o más moléculas amfí filas de azúcar o sacaroides para proporcionar un componente sacaroide en el compuesto lubricante que no tiende a solidificar o atascar los componentes internos del sistema. En una versión, las moléculas precursoras cíclicas que contienen carbono se agregan al lubricante en la forma de una solución existente en el mercado que contiene dichos precursores. El carbono grafitico sintetizado no mejora las propiedades lubricantes inherentes del lubricante de base convencional, sino que actúa transfiriendo y absorbiendo el calor que obtiene de las cubiertas tribológicas de las partes internas y convirtiéndolas en nanoabrasivos que facilitan el nanopulido de superficies metálicas del sistema lubricado causando una reducción de la fricción.
En una versión se alcanza una mayor reducción de la fricción y un aumento de la eficiencia en la lubricación mediante el uso de un lubricante convencional de menor viscosidad que otros lubricantes. La eliminación efectiva de las asperezas por el nanopulido elimina la necesidad de usar formulas viscosas diseñadas para adherirse a las asperezas de las superficies más accidentadas. El alisado de las superficies más desgastadas también permite el uso de un motor con una película más fina de lubricación, cuyo resultado proviene del uso de un fluido de base de menor viscosidad, entre dos superficies desgastadas sin dañar las partes metálicas. El fluido de menor viscosidad proporciona menor resistencia a las partes móviles, mejorando en consecuencia la eficacia del sistema lubricante y del sistema mecánico que lubrica.
En una versión, los métodos producen una película o cubierta de las partes del sistema mecánico interno por medio de la circulación de un compuesto lubricante, asimismo aprovecha los productos naturales de la combustión del motor para crear una película o cubierta. En otras versiones, los métodos proporcionan y producen una película o cubierta reductora de la fricción sólo mediante el uso del lubricante circulante.
En una versión, los compuestos lubricantes mejoran el rendimiento del sistema, motor, turbo, turbina, engranaje o componente. En una versión, los compuestos lubricantes proporcionan películas o cubiertas reductoras de la fricción tribológica para aceites lubricantes y aplicaciones para la industria automotriz y espacial, entre otros, la lubricación de los sistemas de engranajes, rodamientos o cojinetes. En una versión, los compuestos lubricantes reducen la fricción entre las partes desgastadas mediante el micro pulido gradual de las partes desgastadas para lograr una superficie menos accidentada mientras lubrica el sistema en funcionamiento.
En una versión, se combinan los compuestos lubricantes con productos originados naturalmente por la combustión y productos derivados de la reacción química para crear películas o coberturas reductoras de la fricción tribológica para superficies de fricción de las partes mecánicas en la industria automotriz y aeroespacial . En una versión, se combinan los aditivos en los compuestos lubricantes mediante reacciones químicas entre ellos para producir capas o cubiertas reductoras de fricción para las partes mecánicas sometidas a fricción de automotores o naves espaciales.
En una versión, la invención comprende un método de síntesis del grafeno que consiste en el reflujo de una mezcla reactiva formada por al menos un solvente y al menos un material carbonoso que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en condiciones que inhiben la completa combustión del material carbonoso, tras el cual se recolectan los vapores producidos por el reflujo, y se los dirige hacia un substrato sobre cuya superficie se recupera el grafeno.
En una versión, la invención comprende un método de producción de óxido de grafeno que consiste en el reflujo de la mezcla de reacción formada por al menos un solvente, al menos un oxidante y al menos un compuesto que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos polic clicos en condiciones que impidan la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, tras el cual se recolecta el vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción, dirigiéndolo hacia un substrato sobre el cual se deposita el óxido de grafeno de donde se lo recupera.
Un compuesto lubricante formado por una base lubricante y al menos un aditivo que contenga carbono que forma, bajo las condiciones piroliticas locales, una cantidad efectiva de al menos una estructura que contenga carbono grafito.
En una versión, la invención comprende un compuesto lubricante formado por un lubricante de base y grafeno. En este compuesto la formación del grafeno se realizo previo a su combinación con la base lubricante.
En una versión, la invención formada por un compuesto lubricante formado por un compuesto lubricante de base y una o más esferas de Bucky, en el cual, al menos algunas de las esferas de Bucky está- formada por hierro o una molécula que contenga hierro.
En una versión, la invención comprende un método de lubricación del sistema mecánico con un compuesto lubricante formado por al menos una superficie de fricción interna con asperezas,, el método comprende la operación del sistema mecánico con un compuesto mecánico formado por un agente de nanopulido para remover las asperezas de la superficie de fricción interna, en la cual el compuesto lubricante está formado por al menos un aditivo gue contiene carbono gue se forma in situ, en condiciones piroliticas locales dentro del sistema mecánico.
En una versión, la invención comprende una' cubierta tribológica formada por óxido de grafeno.
En una versión, la invención comprende un compuesto lubricante formado por una base lubricante y al menos un aditivo que contiene carbono que forma, en condiciones piroliticas locales, una cantidad efectiva tribológicamente de óxido de grafeno.
En una versión, la invención comprende un compuesto lubricante formado por un lubricante de base y al menos un aditivo que contiene carbono que forma en condiciones piroliticas locales, una cantidad efectiva tribológicamente de óxido de grafeno reducido.
En una versión, la invención comprende un método de sintetizar una gran cantidad de nanopartículas abrasivas grafitizadas en la superficie formada por el reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente, al menos un óxido de metal y al menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos para formar al menos una nanoparticula abrasiva grafitizada en la superficie y luego recolectar la nanoparticula abrasiva grafitizada en la superficie de la mezcla de reacción.
En una versión, la invención comprende métodos de uso de grafeno en la formulación y administración de fármacos, formulaciones de contraste por diagnostico medico por imágenes, próstesis de metal, agentes de pulido para próstesis de metal y dispositivos de metal pulidos por los agentes de pulido, formulaciones de detergente y material solido macroscópico formado por nanoparticulas abrasivas formadas en la superficie.
En una versión, la invención comprende una nanoparticula formada por un núcleo de al menos un átomo metálico y una capa de grafito alrededor del núcleo. En una versión, la capa de grafito está formada por una capa de fullereno.
En una versión, la invención comprende un aglomerado de microparticulas formado por al menos una nanoparticula, en la cual la nanoparticula está formada por un núcleo de al menos un átomo metálico y una capa de grafito alrededor del núcleo y al menos, una estructura de carbono grafitico asociada con la nanoparticula. En una versión, la capa de grafito formada por una capa de fullereno y la estructura de grafito formada por grafeno y /o sus derivados.
En una versión, la invención comprende un compuesto lubricante formado por un lubricante de base y una cantidad efectiva tribológicamente de varias nanoparticulas de núcleo que posean al menos un átomo metálico y una capa de grafito alrededor del núcleo. En una versión, la capa de grafito está formada por una capa de fullereno.
En una versión, la invención comprende una formulación aditiva para añadir a una base lubricante, la formulación aditiva está formada por un solvente de base y una cantidad efectiva de al menos un aditivo que contenga carbono en la cual las formas aditivas que contienen carbono, en condiciones pirolíticas locales, producen una cantidad efectiva tribológicamente que contiene al menos una estructura que contiene carbono grafitico.
En una versión, la invención comprende una cubierta aplicada a la superficie de un material, la cubierta está formada por al menos una nanoparticula compuesta por un núcleo de al menos un átomo metálico y una capa de grafito alrededor del núcleo. En una versión la capa está formada por una capa de fullereno.
En una versión, la invención comprende un material compuesto formado por un material matriz y al menos una nanoparticula dispersa en el material matriz, la nanopartícula está formada por al menos un átomo metálico y una capa de grafito alrededor de núcleo. En una versión la capa de grafito es una capa de fullereno.
En una versión, la invención comprende un material compuesto formado por un material cubierto por una solución de grafeno, en la cual la solución de grafeno proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos bajo condiciones que impiden la completa combustión de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y luego se aplica la mezcla de reacción a la superficie de un material compuesto.
En una versión, la invención comprende un material compuesto formado por fibras cubiertas por una solución de grafeno, en la cual la solución de grafeno proviene de un proceso de reflujo de la mezcla de reacción que está formada por al menos .un solvente y por lo menos un compuesto que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en condiciones que impiden la combustión completa de la fuente de ^carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y posterior aplicación de la mezcla de reacción a la superficie de las fibras que forman el material compuesto.
En una versión, la invención comprende un material compuesto formado por una malla de fibras cubierta por una solución de grafeno, en la cual la solución de grafeno proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos que bajo condiciones que impidan completar la combustión de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y posterior aplicación de la mezcla de reacción a la superficie de la malla de fibras que forma el material compuesto.
En una versión, la invención comprende una mezcla de concreto y una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos en condiciones que impidan la completa combustión de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y posterior combinación de la mezcla de reacción con la mezcla de concreto.
En una versión, la invención comprende una mezcla de asfalto y una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de la mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos en condiciones que impidan la completa combustión de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y posterior combinación de la mezcla de reacción con la mezcla de asfalto. , En una versión, la invención comprende fibra de vidrio cubierta por una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono y posterior aplicación de la mezcla de reacción sobre la superficie de fibra de vidrio.
En una versión, la invención comprende plástico con una cubierta de una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene del reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos que en condiciones bajo condiciones que impidan la completa combustión de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono y posterior aplicación de la mezcla de reacción a la superficie del plástico.
En una versión, la invención comprende una mezcla de polímeros configurada para preparar una mezcla de plástico con una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de la mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos bajo condiciones que impidan combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono y monóxido de carbono y posterior aplicación de. la mezcla de mezcla de reacción con la mezcla de polímeros configurada para preparar plástico.
En una versión, la invención comprende grafito cubierto por una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos en condiciones que impidan la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono y posterior cobertura del grafito con la mezcla de reacción.
En una versión, la invención comprende alambre o cable cubierto por una solución de grafeno y sus derivados, en la cual la solución de grafeno y sus derivados proviene de un proceso de reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos bajo condiciones que impidan la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono, y posterior cobertura el cable o el alambre con la mezcla de reacción .
En una versión, la invención comprende un método para sintetizar el nanoacero por medio del reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos n solvente, un óxido metálico y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos para formar al' menos una nanopartícula abrasiva grafitizada en superficie, y posterior recolección del vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción que contienen las nanoparticulas abrasivas grafitizadas en superficie y tratamiento del vapor recogido mediante un proceso de recocido .
En una versión, la invención comprende un método de recolección de grafeno que consiste en el reflujo dé una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos y posterior recolección del Vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción.
En una versión, la invención comprende un método de recolección de . derivados del grafeno por medio del reflujo de una mezcla.de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos y la posterior recolección del vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción.
En una versión, la invención comprende un mecanismo de recolección configurado para recolectar el vapor producido por el reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos.
En una versión, el invento comprende un ensamblaje hidrofóbico configurado para ensamblar grafeno y sus derivados a partir del vapor producido por el reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un compuesto que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos.
En una versión, la invención ' comprende un método de ensamblado hidrofóbico del grafeno que consiste en el reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un material carbonoso que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos bajo condiciones que impiden la completa combustión del material carbonoso, y posterior recolección de los vapores producidos por el reflujo de la mezcla de reacción, y redirección de los vapores hacia un substrato acuoso sobre el cual se deposita y se recupera el grafeno.
En una versión, la invención comprende un .método de producción de grafeno que consiste en el reflujo de la mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un material carbonoso que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos , bajo condiciones que impiden la combustión completa del material carbonoso, y posterior recolección del vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción, y redirección los vapores hacia la superficie de un substrato sobre la cual se deposita el grafeno para su posterior recuperación.
, ' En una versión, la ' invención comprende un método de lubricación de un sistema mecánico que consiste en la operación del sistema mecánico con un compuesto lubricante formado por una cantidad efectiva que, contenga al menos un aditivo que contenga carbono que facilite formación quimica in situ de una cantidad efectiva tribologicamente de la cual una estructura contenga carbono tribologicamente útil durante la operación del sistema mecánico.
En una versión, la invención comprende un método de aumento de la eficiencia de un motor que consiste en la operación del motor con un compuesto lubricante formado por una cantidad efectiva de aditivos que contiene al menos una molécula de carbono que facilita la formación química in situ de una cantidad efectiva tribologicamente de una estructura que contenga carbono grafitico tribologicamente útil durante •la operación del sistema mecánico.
En una versión, la invención comprende un método para disminuir los caballos de fuerza negativa de un motor por medio de la operación del motor con un compuesto lubricante formado por una cantidad efectiva de al menos un aditivo que contenga carbón que facilite la formación in situ de una cantidad efectiva tribologicamente de al menos una estructura que contenga carbono grafitico durante la operación del sistema mecánico.
En una versión, la invención comprende un método para disminuir la torsión de un motor por medio de la operación del motor con un compuesto lubricante formado por una cantidad efectiva de al menos un aditivo que contenga carbono que facilite la formación química in situ de una cantidad efectiva tribologicamente de estructura que contiene carbono de grafito útil tribologicamente durante la operación del sistema.
En una versión, la invención comprende un método de producción de una cubierta, capa, laca o resina triboíógica por medio del reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente y por lo menos un material carbonoso que facilita la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos bajo condiciones que impiden la combustión completa del material carbonoso,, luego se combina la mezcla de reacción con la resina, capa, cubierta o laca antes de la aplicación o fijado de la resina, capa, cubierta o laca.
En una versión, la invención comprende un horno dinámico configurado para la producción de nanoparticulas abrasivas grafitizadas en superficie a partir deT reflujo de una mezcla de reacción formada por al menos un solvente, un óxido metálico y por lo menos compuesto que facilite la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos para formar al menos una nanoparticula abrasiva grafitizada en superficie, tras lo cual se realiza la recolección del vapor producido por el reflujo de la mezcla de reacción que contiene la nanoparticula abrasiva grafitizada en superficie y se somete el vapor recogido a un ambiente de alto esfuerzo que incluye rotación a alta velocidad, oscilaciones o vibraciones a alta frecuencia, prensado hidrodinámico, impacto friccional con una o más partes móviles, agitación a alta velocidad o cualquier combinación de los anteriores, y tras lo cüal la recolección de las nanoparticulas abrasivas grafitizadas en superficie. En una versión, el horno dinámico además contiene una topografía de superficie que incluye aletas, barras, protuberancias, depresiones,' hoyos, asperezas, túneles y cualquier combinación de los anteriores.
BREVE DESCRIPCION DE LAS ILUSTRACIONES La descripción de la invención se realizara usando como referencia las siguientes ilustraciones en las cuales la referencia de los elementos iguales se realizara usando los mismos números.
La Fig. 1 muestra una representación esquemática de las etapas de preparación del grafeno/GO en una versión de la invención .
La Fig. 2A muestra un diagrama de un proceso para la formación de un substrato de grafeno/GO reforzado o cubierto o vapor de grafeno/GO a partir de una sustancia original grafitica en una versión de la invención.
La Fig.2B muestra el diagrama para un proceso de formación de un sustrato cubierto por una lámina de grafeno/GO o una capa de grafeno/GO/rGO obtenida de vapor de ¦grafeno/GO en una versión de la invención.
La Fig. 3 muestra un esquema de síntesis y recolección de grafeno/GO/SGAN en una versión de la invención La Fig. 4 muestra una imagen microscópica de un esferoide SGAN sobre el portaobjetos de un microscopio de barrido electrónico cubierto por el método de primeros depósitos de vapor con un área de muestra en una versión de la invención.
La Fig. 5A muestra otra imagen de un microscopio de barrido electrónico en la cual se muestra otro esferoide SGAN en el portaobjetos con una primera área de muestra.
La Fig. 5B muestra una segunda área de muestra del esferoide SGAN en la Fig. 5 A La Fig. 5C muestra una tercera área de muestra del esferoide SGAN en la Fig. 5 A La Fig. 6 muestra una imagen de un microscopio de barrido electrónico de una estructura cristalina en el portaobjetos con un área de muestra en una versión de la invención.
La Fig. 7 muestra una imagen obtenida por un microscopio de barrido electrónico de un esferoide SGAN que contiene nanoacero en una versión de la invención.
La Fig. 8 muestra una imagen obtenida por un microscopio de barrido electrónico de un esferoide SGAN en un portaobjetos cubierto por un método de depósito de vapor con un área de muestra en una versión de la invención.
La Fig. 9 muestra una imagen obtenida por un microscopio de barrido electrónico de otro esferoide SGAN en el portaobj etos .
La Fig. 10 muestra una imagen obtenida con microscopio de barrido electrónico de un área con varios esferoides SGAN en el portaob etos.
La Fig. 11 muestra una imagen obtenida con un microscopio de barrido electrónico de un área del portaobjetos con una cubierta de oro/paladio.
La Fig. 12 muestra una imagen de una primera área del producto grafeno de la Fig. 12.
La Fig. 13 muestra una imagen de una segunda área del producto grafeno de la Fig. 12 La Fig. 14 muestra una imagen de una tercera área del producto grafeno de la Fig. 12 La Fig. 15 muestra una imagen de una cuarta área del producto grafeno de la Fig. 12 La Fig. 16 muestra una imagen de una quinta área del producto grafeno de la Fig. 12 La Fig. 17 muestra una imagen de una sexta área del producto grafeno de la Fig. 12 La Fig. 18 muestra una imagen de un área de un producto de grafeno en una rejilla de cobre en una versión de la invención.
La Fig. 19 muestra una imagen de un área de otro producto de grafeno en una rejilla de cobre en una versión de la invención. ;: La Fig. 20 muestra los resultados de las mediciones de rugosidad en la superficie no desgastada de un disco de leva mecanizado de acero inoxidable después de la exposición a un compuesto lubricante en una versión de la invención.
La Fig. 21 muestra los resultados de las mediciones de rugosidad en la superficie desgastada de un disco de leva mecanizado de acero inoxidable 'después de la exposición a un compuesto lubricante en una versión de la invención.
La Fig. 22 muestra una primera porción de una superfici< no desgastada del anillo de retención de un disco de leva después de la exposición a un compuesto lubricante en una versión de la invención.
La Fig. 23 muestra una imagen de uña segunda porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco, de leva.
La Fig. 24 muestra una imagen de una tercera porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 25 muestra una imagen de una cuarta porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de „un disco de leva.
La Fig. 26 muestra una micrografia de electrones dé una quinta porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 27 muestra una imagen de una sexta porción ¡de; una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 28 muestra una imagen de una séptima porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 29 muestra una imagen de una octava porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 30 muestra una imagen de una novena porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 31 muestra una imagen de una decima porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 32 muestra una imagen de una onceava porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Fig. 33 muestra una imagen de un primer acercamiento de la estructura cristalina del lado izquierdo de la Fig. 32 La Fig. 34 muestra una imagen de una d'oceava porción de una superficie no desgastada del anillo de retención de un disco de leva.
La Figura 35 muestra la imagen de la estructura cristalina en el microscopio electrónico de barrido (Scanning Electron Microscope, SEM), del lado derecho de la Figura 32.
La Figura 36 muestra la imagen de SEM de una segunda ampliación de la estructura cristalina, del lado izquierdo de la Figura 32.
La Figura 37 muestra la imagen de SEM de la vigésimo tercera porción de la superficie no utilizada del anillo de retención del seguidor de leva.
La Figura 38A muestra la imagen de SEM de una esfera en la superficie no utilizada del anillo de retención del seguidor de leva con la primera área analizada.
La Figura 38B muestra la segunda área analizada del esferoide de SGAN de la Figura 38A.
La Figura 38C muestra la tercera área analizada del esferoide de SGAN de la Figura 38A.
La Figura 39A muestra la primera área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 39B muestra la segunda área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 39B muestra la tercera área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 39A muestra la cuarta área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 39A muestra la quinta área analizada :de la estructura cristalina de la Figura 35. : La Figura 39B muestra la sexta área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 39B muestra la séptima área analizada de la estructura cristalina de la Figura 35.
La Figura 40A muestra una imagen la primera área analizada de otra esfera en el área no utilizada del anillo de retención del seguidor de leva.
La Figura 40B muestra la segunda área analizada del esferoide de SGAN de la Figura 40A.
La Figura 40C muestra la tercera área analizada del esferoide de SGAN de la Figura 40A.
La Figura 41 muestra la imagen de SEM de otra estructura cristalina en la superficie no utilizada del anillo de retención del seguidor de leva con la primera área analizada.
La Figura 42 muestra la primera imagen de microscopio electrónico de transmisión ( ransmission Electron Microscope, TEM) del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 43 muestra la segunda imagen de TEM del material que' se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 44 muestra la tercera imagen de TEM, del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 45 muestra la cuarta imagen de TEM del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 46 muestra la quinta imagen de TEM del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva .
La Figura 47 muestra la sexta imagen de TEM del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 48 muestra la séptima imagen de TEM del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva.
La Figura 49A muestra la octava imagen de TEM del material que se encuentra en la superficie del seguidor de leva .
La Figura 49B muestra una vista ampliada de la parte superior izquierda de la imagen en la Figura 49A.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con métodos para la síntesis superficial del grafeno, los derivados y las nanoparticulas del grafeno, y su uso como aditivos lubricantes beneficiosos desde el punto de vista tribológico. Los productos de los métodos de la invención tienen diversas aplicaciones, incluidos, de manera no taxativa, recubrimientos a , nivel molecular para refuerzo de compuestos, blindaje térmico, transistores balísticos, circuitos integrados, cables y fibras reforzados y agentes de nanopulido.
El término '"cíclico", según se utiliza en este documento, se refiere a cualquier molécula con, al menos, un anillo de cinco piezas, o mayor, en el que, como mínimo, la mitad de los átomos que lo conforman son átomos de carbono. El anillo puede ser aromático o no.
El término "efectivo desde el punto de vista tribológico" , según se utiliza en el presente, hace referencia a la cantidad de aditivo o de múltiples aditivos añadidos a un sistema lubricado, que es suficiente para generar beneficios en dicho sistema desde el punto de vista tribológico.
El término "beneficioso desde el punto de vista tribológico", conforme se expresa en el presente, se refiere a cualquier aditivo que reduce la fricción de un sistema mecánico en el que se forma, se encuentra o se utiliza.
El. término "agente tribológico", conforme se expresa en el presente, se refiere a una molécula que reduce de manera mensurable la fricción en el sistema mecánico en el que se forma, se encuentra o se utiliza.
Los términos "cristales de diamantes" o "nanocristales de diamantes", según se utilizan en este, documento, se refieren a cualquier nanopartícula con núcleo de nanodiamante que pueda formar parte de los heteroátomos que no son de carbono y con cubierta de carbono fullerénico alrededor del núcleo.
El término "nanopartícula abrasiva de superficie grafitizada" ( Surface-graphiti zed abrasive nanoparticle, SGAN) , según se utiliza en el presente, se refiere a cualquier nanoparticula compuesta por, al menos, un heteroátomo que no sea de1 carbono, envuelto en un revestimiento externo de carbono.
El término "esferoide", conforme se utiliza en el presente documento, hace referencia a una particular cuya forma se asemeja sustancialmente a la de una esfera, pero no es necesariamente redonda.
El término "material matriz", según se utiliza en el presente, se refiere a cualquier material que forma una fase continua en un compuesto de dos o más materiales.
El término "estructura de espinela", conforme se utiliza en el presente, se refiere a cualquier cristal de mineral cúbico de fórmula general A2+B23+042-, con aniones de óxido (0) distribuidos en un entramado cúbico cerrado, en el que los cationes A ocupan todos los sitios tetraedrales y los cationes B ocupan todos los sitios octaedrales.
El término "estructura de espinela inversa", conforme se utiliza en el presente, se refiere a cualquier cristal de mineral cúbico de fórmula general A2+B23+042-, con aniones d< óxido distribuidos en un entramado cúbico cerrado, en el que los cationes A ocupan la mitad de los sitios octaedrales y los cationes B ocupan la mitad de los sitios octaedrales y todos los sitios tetraedrales .
El término "carbono grafitico", según se utiliza en el presente, se refiere a cualquier estructura que cuente con una matriz de entramado de carbono, incluidos, de manera no taxativa, grafito, grafeno, óxido de grafeno, fullereno, estructuras similares al fullereno, endofullereno, nanopartículas tipo cebolla, nanovainas, nanotubos, nanocapullos , óxido de grafeno reducido, tejido de carbono y compuestos aromáticos policíclicos .
El término "matriz de entramado de carbono", según se utiliza en el presente, se refiere a cualquier estructura de carbono policíclica bidimensional , conformada por átomos de carbono hibridizados sp2 o sp3.
El término "horno dinámico", conforme se utiliza en este documento, se refiere a cualquier aparato de horno recalentado para realizar la síntesis de nanopartí culas ,. , e.l cual emplea una fuerza de agitación, sónica, centrífuga,, centrípeta, de compresión o de arrastre, o una combinación d( estas, durante la etapa de síntesis de la formación del producto de la nanopartícula .
Método ex 3itu para la síntesis del grafeno, el óxido de grafeno, el óxido de grafeno reducido y otras estructuras derivadas del grafeno y nanopartículas .
En un aspecto, la invención se relaciona con un método ex situ para la síntesis del grafeno, el óxido de grafeno, el óxido de grafeno reducido y otras estructuras derivadas del grafeno y nanopartículas . Se puede utilizar una reacción de deshidratación económica o pirólisis de reflujo para formar carbono grafitico de una fuente de material carbonoso. Los métodos' divulgados son escalables a nivel industrial para la producción industrial. La fuente de carbono es, preferiblemente, un azúcar que contiene una estructura de anillo de seis piezas, aunque muchos otros materiales carbonosos pueden utilizarse o someterse a deshidratación, pirólisis u oxidación. La fuente de carbono se somete a pirólisis de reflujo, oxidación/ reducción o deshidratación ácida para formar un material inicial reactante de carbono grafitico. En otras versiones, se elude el paso de síntesis de deshidratación/oxidación/pirólisis para producir carbono grafitico apto y este se utiliza como material inicial reactante. El carbono grafitico puede someterse al proceso de reflujo con un solvente líquido y el grafeno/óxido de grafeno (OG) puede emitirse como escalas nanoscópicas o "nanoescalas" suspendidas en vapor. Asimismo, la fuente de carbono grafitico puede someterse a un líquido o vapor altamente presurizado para producir escalas de grafeno sin recurrir al paso de pirólisis, deshidratación u oxidación. Las escalas de grafeno/OG resultantes se trasladan en el vapor y se recolectan mediante deposición directa en un sustrato sólido en contacto físico con el vapor emitido o al aplicar el vapor que contiene las partículas en una solución acuosa o líquida, utilizada para fomentar el "autoensambla e hidrofóbico" de las escalas en laminas de grafeno/OG más amplias.
En una versión, el entorno se encuentra controlado, a fin de limitar la cantidad oxígeno del ambiente (02) en la cámara; esto evita la combustión de los reactantes durante el calentamiento. En una versión, la reacción se obtiene sin el uso de un solvente agregado. En una versión, el 0G producido se convierte en oxígeno de grafeno reducido (rGO) o láminas de grafeno suspendidas en un medio de recolección líquido calentado o no calentado. Las amplias láminas autoensambladas hidrofóbicamente se reducen con facilidad a rGO o grafeno, que puede utilizarse en la industria para producir diversos productos útiles, incluidos, de manera no taxativa, recubrimientos de protección, compuestos livianos y resistentes reforzados con grafeno, cables y fibras.
Respecto de las figuras, la Figura 1 muestra una representación esquemática de los pasos de preparación del 7 O grafeno/OG en una versión de la invención en la que se genera una reacción en la mezcla de la reacción, incluida una fuente de carbono de material carbonoso no grafitico, para formar carbono grafitico mediante pirólisis, deshidratación, oxidación/reducción, o combustión incompleta. En una versión, se utiliza material inicial de carbono grafitico, por lo que ya no es necesario realizar el paso de reacción por pirólisis o deshidratación.
En una versión, se genera reflujo con la mezcla de la reacción para formar una corriente de vapor. Las nanoescalas del grafeno/óxido de grafeno (OG) se transportan en la corriente de vapor resultante que se emite durante el calentamiento de la lechada o solución. Se recolectan las escalas de grafeno/OG. Esto se realiza, preferiblemente, al generar burbujas de vapor a través de un liquido que atrapa y mantiene las escalas en suspensión. Por otra parte, se forman escalas de grafeno/OG en la superficie del liquido cuando la corriente de vapor se dirige a la superficie. En un proceso al que se hace referencia en el presente como "autoensambla e hidrofóbico", las escalas individuales de grafeno/OG se unen para formar láminas de grafeno/OG en la superficie del liquido . ; En una versión, la fuente de carbono se calienta directamente mediante una fuente de calor externa en una reacción de pirólisis o deshidratación para formar carbono grafitico y agua. En una versión, la fuente de carbono es la sacarosa. En una versión, el agua resultante que se forma sirve como solvente y permite que se produzca el reflujo de los productos de la reacción. En una versión, la reacción requerida para formar carbono grafitico se expresa, fundamentalmente, en la Ecuación 1: Fuente de carbono heat ^ carbono grafitico + agua (1) En una versión, la fuente de carbono queda expuesta a un ácido en una reacción de pirólisis o deshidratación para formar carbono grafitico y agua. En una versión, la fuente de carbono es la sacarosa y el ácido es ácido sulfúrico concentrado. En una versión, el agua resultante que se 'forma sirve como solvente y permite que se produzca el reflujo de los productos de la reacción. En una versión, el producto de la reacción es espuma grafitica. En una versión, el producto de la reacción es lechada grafitica. En una versión, la reacción requerida para formar grafeno se expresa, fundamentalmente, en la Ecuación 2: Fuente de carbono + ^ carbono grafitico + agua (2).
En una versión, se genera una reacción en la fuente de carbono mediante un oxidante para formar carbono grafitico en forma de óxido de grafeno. En una versión, la reacción requerida para formar OG se expresa, fundamentalmente, en la Ecuación 3: heajadditive Fuente de carbono + oxidante óxido de grafeno (OG) (3) en la que el calor aplicado impulsa la reacción y el aditivo opcional sirve para catalizar la reacción y/o mejorar el rendimiento del producto deseado de la reacción.
El producto de la reacción de OG se muestra esquemáticamente como la Molécula (1) a continuación: En las versiones anteriores, se seleccionan las condiciones de reacción, de manera que la reacción no genere una combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono ni una combustión incompleta que forme monóxido de carbono. Las condiciones de reacción se diseñan, preferentemente, mediante el control ·, de la atmósfera de reacción, para formar uniones de carbono-carbono grafitico. En algunas versiones, se genera una combustión intencional de una parte de la fuente de carbono para obtener el calor requerido para la conversión de otra parte de dicha fuente, a fin de formar las uniones grafiticas deseadas. En algunas versiones, la reacción ocurre en condiciones no ideales para la combustión, como pirólisis o combustión sin llamas.
El término "pirólisis", según se utiliza en el presente documento, se refiere a la descomposición de una fuente de carbono a una temperatura elevada con poco oxigeno u otros niveles de oxidante.
El término "combustión sin llamas", conforme se utiliza en este documento, se refiere a la reacción lenta y sin llamas, a baja temperatura, sostenida por el calor del oxígeno, que reacciona directamente en la superficie de un combustible sólido o líquido.
Los términos "escalas" o "nanoescalas" , conforme se utilizan en el presente, hacen referencia a las secciones discretas de grafeno o un derivado- del grafeno.
Los esfuerzos por mejorar la eficiencia de la combustión han opacado el verdadero valor de los compuestos : que, anteriormente, se consideraban desechos inútiles, como la "flema" carbonácea en los primeros hornos de carbón (consultar, por ejemplo, Coal-Tar and Ammonia, 5th ed.
(Alquitrán de hulla y amoniaco, 5ta edición), Lunge, D. Van Nostrand Co., New York, 1916), que, en realidad, contiene material grafitico, incluido grafeno. Del mismo modo, los avances en la combustión moderna han ignorado el valor de muchos de los antiguos procesos que, en la actualidad, se consideran obsoletos, los cuales son capaces de adaptarse a la maximización intencionada de la formulación de partículas de hollín, en última' instancia, en grafeno, un derivado del grafeno, una nanopartícula metálica encapsulada en carbono o nanoacero.
Si bien se sabe que la transformación de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, PAH) en "hollín" con partículas carbonosas se produce como consecuencia de la combustión incompleta, la utilidad de dichos PAH ha sido mínima debido a su tamaño limitado y a la tendencia a desviarse de las condiciones de síntesis necesarias para que continúen desarrollándose, conforme se informó en los trabajos actuales. Wiersum efc al. ("The Formation of Polyaromatic Hydrocarbons , Fullerenes and Soot in Combustión: Pyrolytic Mechanisms and the Industrial and Environmental Connection", . pp. ["La formación de hidrocarburos poliaromáticos , fullerenos y hollín en la combustión: mecanismos pirolíticos, y la conexión industrial y ambiental"] 143-194 en Gas Phase Reactions in Organic Synthesis [Reacciones de fase gaseosa en la síntesis orgánica] , ed., Vallée, Gordon and Breach Science Publishers, Amsterdam, 1997) registra diversas reacciones de fase gaseosa que forman los PAH. Ninguno de los métodos de síntesis de PAH en fase gaseosa conocidos hasta la fecha producen grafeno ni ninguna forma de carbono grafitico plano de un tamaño superior a 222 átomos de carbono.
En una versión, los métodos y procesos divulgados en el presente documento fomentan la producción de PAH a través de la exposición prolongada a condiciones de síntesis favorables al recolectar y atrapar vapores de productos de la mezcla de la reacción, lo gue permite que los PAH aumenten de tamaño y exhiban las propiedades generales' del grafeno. En otras versiones, los métodos y procesos divulgados en el presente documento se diseñaron para fomentar, específicamente, las condiciones de crecimiento de los PAH mediante su autoensamblaj e en láminas amplias de grafeno, dentro de soluciones acuosas o ricas en vapor. Estos procesos que permiten la síntesis del grafeno, ya sea de compuestos que fomentan la formación de PAH solo o de compuestos que fomentan la formación de PAH y materiales reactantes carbonosos o grafiticos, son escalables y pueden satisfacer los volúmenes de producción industrial.
En una versión, uno o más compuestos que fomentan la formación o el crecimiento de los PAH se utilizan en la producción de grafeno, derivados del grafeno, nanopartículas metálicas encapsuladas en carbono o nanoacero. Estos compuestos pueden incluir, entre otros, sustancias químicas que son intermedios conocidos en la formación de PAH y sustancias químicas que forman intermedios de la formación de PAH.
En una versión, las reacciones iniciales ocurren en un sistema de solventes en condiciones de reflujo que fomentan la síntesis de unidades de PAH que, luego, se autoensamblan en láminas más amplias de grafeno. En algunas versiones, las condiciones de reflujo son condiciones de reflujo azeotrópicas (consulte, por ejemplo, Udeye et al., "Ethanol heterogeneous azeotropic distillation design and construction" [Diseño y construcción de destilación azeotrópica heterogénea de etanol], Internat. J. of Phys. Sci., Vol. 4, pp. 101-106, 2009; Sun et al., MZrOC12 · 8H20 : An Efficient, Cheap and Reusable Catalyst for the Esterification of Acrylic Acid and Other Carboxylic Acids with Equimolar Amounts of Alcohols" [Un catalizador eficiente, asequible y reutilizable para la esterificación de ácido acrílico y otros ácidos carboxílicos con cantidades equimolares de alcohol] , Molecules, Vol. 11, pp. 263-271, 2006). En algunas condiciones de reflujo, se agrega un promotor. En algunas versiones, el promotor es una forma de carbono grafitico. En ciertas versiones, el promotor es carbón vegetal, restos de carbón, nanocarbón, una forma activada de nanocarbón, carbonilla activada, partículas de grafito, partículas de hollín u otra forma de desechos carbonosos aislados.
El término "desecho carbonoso aislado", conforme se utiliza en el presente, se refiere a cualquier desecho carbonoso que se produce como consecuencia de la síntesis, la pirólisis o la combustión incompleta y que, habitualmente, se recolecta y se aisla para evitar que se convierta en gas de efecto invernadero atmosférico y sea liberado. En una versión, se puede utilizar un desecho carbonoso aislado como una fuente de carbono en la mezcla de la reacción, en la que el carbón agregado fomenta la reacción, en parte, al actuar como agente de transferencia de calor que genera conductividad térmica (consulte, por ejemplo, Baby efc al., "Enhanced Convective Heat Transfer Using Graphene Dispersed Nanofluids" [Transferencia de calor por convección mejorada mediante el uso de nanofluidos dispersos de grafeno] , Nanoscale Research Letters, Vol . 6, no. 289, 2011).
Los desechos carbonosos aislados pueden recolectarse a partir de las emisiones de cualquier proceso, incluidás, ' de manera no taxativa, las emisiones de un camión . de motor diesel o las emisiones de una planta carboeléctrica . En algunas versiones, el filtro de partículas diesel se utiliza para recolectar desechos carbonosos como parte de una "estrategia de control de emisiones diesel". En otras versiones, se utiliza un depurador para recolectar los desechos carbonosos. Recientemente, la Junta de Recursos Atmosféricos de California (California Air Resources Board, CARB) promulgó una ley que exige que se reduzcan las emisiones de partículas y gases tóxicos, incluidos aquellos de camiones y autobuses de motor diesel, que se producen al añadir un filtro al sistema de escape de estos vehículos (consultar el Código de Reglamentos de California, título 13, div. 3, capítulo 14 et seq. ) .
En algunas versiones, se emplea un filtro reutilizable, el cual se diseña como una alternativa a las denominadas tecnologías "regenerativas" que producen la combustión del hollín recolectado y continúan emitiendo gases de efecto invernadero al ambiente. Cuando un conductor u otro usuario debe reemplazar un filtro de partículas sucio, en lugar de desecharlo y comprar uno nuevo, este intercambia el filtro contaminado por uno limpio. El desecho carbonoso aislado que se encuentra en el filtro usado se elimina del filtro o depurador de partículas, y se utiliza como una fuente de carbono para la síntesis del grafeno o sus derivados. El filtro o depurador se reutiliza, preferentemente, para recolectar desechos carbonosos adicionales de las emisiones, a medida que el proceso se repite, ya que se intenta incorporar una gran parte del carbono aislado en el producto de grafeno, en lugar de emisiones de gases de efecto invernadero. En algunas versiones, los desechos carbonosos aislados se cultivan desde el filtro o depurador de partículas al disolverlos en un solvente orgánico. En otras versiones, los desechos carbonosos aislados se cosechan con agua, una mezcla acuosa o vapor.
Los compuestos que fomentan el desarrollo de PAH para su uso en procesos incluyen, de manera no taxativa, éter dimetílico, propino, propadieno, alcoholes, incluidos, entre otros, alcohol propargílico e isopropanol, acetileno y compuestos que fomentan la formación de hidrocarburos radicales Cl a C5.
Se sabe que los radicales metilos (CH3-) fomentan ¦ el crecimiento de los PAH (consultar Shukla et al., "Role of Methyl Radicáis in the Growth of PAHs" [El papel de los radicales metilos en el crecimiento de PAH] , J. Am. Soc . Mass Spectrom., Vol . 21, pp . 534-544, 2010) y del grafeno (consultar Wellmann et al., "Growth of graphene layers on HOPG via exposure to methyl radicáis" [Crecimiento de capas de grafeno en HOPG a través de la exposición a radicales metilos], Surface Science, Vol. 542, pp. 81-93, 2003).
El éter dimetílico forma radicales metilos y fomenta la formación de PAH en condiciones de combustión gaseosa ante la presencia de otra fuente de carbono (consultar Yoon et al., "Synergistic effect of mixing dimethyl ether with methane, ethane, propane, and ethylene fue s on polycyclic aromatic hydrocarbon and soot formation" [Efecto sinergistico de la mezcla de éter dimetilo con metano, etano, propano y combustibles de etileno en la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos y hollín], Combustión and Fíame, Vol . 154, pp. 368-377, 2008). Otros radicales de hidrocarburo, incluidos, de manera no taxativa, C2H*, C2H3*, C3H3*, C4H3*, C4H5*y C5H3, también son capaces de nuclear y generar el crecimiento de PAH (consultar Pope et al., "Exploring Oíd and New Benzene Formation Pathways in Low-Pressure Premixed Flames of Aliphatic Fuels" [Exploración de vías de formación de benceno nuevas y antiguas en llamas de baja presión de combustibles alifáticos mezcladas previamente] , Proceedings of the Combustión Institute, Vol. 28, pp . 1519-1527, 2000).
Se propuso el propargílico radical (C3,H3) como ' intermediario para la formación de HAP en un número de ' '¦ estudios cinéticos (véase Mc.Enally y otros, "Computational and Experimental Study of Soot Formation in a Coflow, Laminar Ethylene Diffusion Fíame" [Estudio experimental y de computación sobre la formación de hollín en una llama de difusión de etileno laminal de coflujo] , 21th Symposium (International ) on Combustión [27° Simposio internacional sobr . combustión] , pp. 1497-1505, 1998; Shafir y otros, "Kinetics and Products of the Self-Reaction of Propargyl Radicáis" [La cinética y los productos de auto-reacción de los radicales propargilicos ] , J. Phys. Chem. A, Vol . 107, pp. 8893-8903, 2003; Tang y otros, ,?? Optimized Semidetailed Submechanism of Benzene formation from Propargyl Recombination" [Un sub-mecanismo semidetallado optimizado sobre la formación de benceno de la recombinación de propargilicos], J. Phys. Chem. A, Vol. 110, pp. 2165-2175, 2006.) El'propadino y propadieno también promovieron la formación de HAP (véase Gazi et al., "A Modelling Study of Aliene and Propyne Combustión in Flames", Proceedings of the European Combustión Meeting, 2011.) El acetileno podría cumplir un rol en la 'nucleacion y crecimiento del HAP (véase Frenlach et al., "Aromatics Growth beyond the First Ring and the Nucleation of Soot Particles" [Crecimiento aromático más allá del primer aro y la nucleacion de partículas de hollín] , Preprints of the 202nd ACS National Meeting [ Preimpresiones del 202° Encuentro Nacional de la ACS], Vol. 36, pp. 1509-1516, 1991.) Las figuras 2A y 2B muestran barras de proceso de flujo para formar diferentes productos de grafeno ya sea de un material de carbono sin grafeno o con grafeno.
Al referirnos a la figura 2A al comenzar con un material de carbono sin grafeno, el material de carbono podría convertirse en un material de grafeno al atravesar diferentes procesos .
En una versión, el material de carbono se combina con un ácido y cambia por una reacción de deshidratación , ya sea con o sin calor y reflujo de los reactivos. En otra versión, el material de carbono es azúcar. En algunas versiones, el azúcar es sacarosa. En otro, el ácido es ácido sulfúrico concentrado .
En una versión, el material carbónico se calienta sin un solvente. El material carbónico se podrá calentar con o sin la ayuda de un aditivo, el cual podría ser un oxidante, un óxido metálico o un catalizador. De manera opcional se continuaría con una colección y condensación de cualquier gas •o vapor producido para formar el material de grafeno. El uso de un oxidante o un óxido metálico promueve la formación ,d,e óxido de grafeno sobre el grafeno, mientras que en ausencia de un oxidante o un óxido metálico el grafeno se forma por sobre el óxido de grafeno. En otra versión, se elige calentar el material carbónico a una temperatura alta, ya sea a través de una llama directa o indirecta. En otra versión, el aditivo es un óxido metálico. En otra de las versiones, el aditivo es un óxido férrico y en otra versión éste es un ferroceno.
En una versión el material carbónico se calienta en solvente de reflujo para formar el material de grafito. El material carbónico se puede combinar con un aditivo, que puede ser un oxidante, un óxido metálico o un catalizador. El uso de un oxidante o un óxido metálico promueve la formación de óxido de grafeno por sobre el grafeno, mientras que la ausencia de un oxidante o un óxido metálico, el grafeno se forma por sobre el óxido de grafeno. En otra versión, el aditivo es un compuesto catalizador que contiene metal. En otras versiones, el metal es hierro. En otra versión el aditivo es un óxido metálico. En otras versiones el solvente incluye uno o más de un alcohol, agua y un aceite mineral. El solvente permite un reflujo a alta temperatura de la mezcla de la reacción. El solvente preferentemente ayuda a disolver los reactivos, a prevenir la combustión de los reactivos y a promover la producción de vapor para recolectar el producto. En algunas versiones el' uso de un solvente mejora la reacción producida y aumenta la interacción entre los reactivos para promover la formación de productos de grafeno o de oxigeno de grafeno .
En una versión, cuando el material carbónico se combina con el óxido metálico en la reacción de la mezcla se forman nanopartículas abrasivas con superficie de grafeno (SGAN, por sus siglas en Inglés), incluyendo esferoides SGAN. Las SGAN se pueden recuperar para cualquier uso, tal como un nano agente pulidor o como un aditivo para un lubricante. Se contempla que la recuperación de las SGAN de la reacción de la mezcla se puede llevar a cabo por el uso de un imán o un campo magnético aplicado externamente. La recuperación también puede llevarse a cabo mediante la centrifugación. En otra versión, la reacción de la mezcla al comprender las SGANs puede utilizarse como un aditivo a un lubricante.
En una versión, un aparato de descarga de arco de corriente continua a gran escala, una cámara o un cilindro pueden utilizarse para promover la formación de SGAN. En otras versiones, el óxido férrico comprende una nano-partícula. En otra versión se puede brindar al sistema un gran contenido de vapor de carbono.
En otra versión, las SGAN pueden producirse en un medio altamente cortante dentro de un "horno dinámico." El medio altamente cortante del "horno dinámico" se puede producir gracias a cualquier método o combinación de métodos, incluyendo pero no limitándose a, la rotación del tubo del horno a una alta velocidad, la oscilación o la vibración del horno a altas frecuencias, el uso de ultrasonido, la extracción hidrodinámica, la fricción de impacto con una o más partes en movimiento, y la agitación del contenido del "horno dinámico" · a alta velocidad. En una versión, la velocidad de la rotación del "horno dinámico" puede estar entre los 1.000 y 11.000 RPM. En otra versión, el "horno dinámico" .puede incluir de manera adicional una superficie topográfica, la cual puede incluir pero no limitarse a, paletas, barras, protuberancias, depresiones, orificios, asperezas y túneles, para brindar fuerzas de corte adicionales y por lo tanto, se incrementa el corte de la reacción de la mezcla. En otra de las versiones, los gases de la reacción pueden suministrarse al aparato del "horno dinámico." En otra versión, la síntesis de la SGAN puede ocurrir á altas temperaturas, a presiones elevadas o presiones reducidas. Las temperaturas en el "horno dinámico" pueden suceder en el orden aproximado de entre 200 y 800 °F.
En una versión, el "horno dinámico" comprende un tubo incorporado al horno para la creación de SGANs. Una parte aislada puede bordear los dos cilindros concéntricos rotantes. Los cilindros pueden incluir orificios directos que permiten que el .material pase entre el área por fuera de un cilindro externo, el área entre los dos cilindros y el área dentro del cilindro interior. Los cilindros pueden estar alineados y rotar en direcciones opuestas a altas velocidades para producir altas fuerzas de corte. El tubo del horno dinámico puede incluir también una linea de alimentación para componentes líquidos y un pre-calentador dirigido a la cámara principal. También se puede incluir una linea de alimentación separada para componentes gaseosos. La cámara principal puede ser una cámara simple o doble.
La superficie interna del cilindro externo o la superficie externa del cilindro interno puede incluir paletas, barras, protuberancias o estructuras similares para suministrar un sistema de corte. En otra versión, el tubo del horno puede diseñarse con la forma de un motor Wankel para suministrar el contacto de fricción, desviando y apretando para promover la formación de SGAN. El "horno dinámico" puede incluir protección, un rotor, una rueda excéntrica y un motor interno junto con un motor externo. Mientras que el rotor se mueve dentro del "horno dinámico" la protección, el contacto de fricción, el desvio y la presión del fluido entre el rotor y la protección pueden promover la formación de SGAN. En otra versión, las superficies eléctricas pueden actuar como un cátodo eléctrico en el tubo integral del horno.
En otra versión, el material carbónico es una fuente de carbono sin grafeno, que puede incluir pero no se limita al azúcar, la sacarosa, la molécula anfifílica de azúcax, la molécula anfifílica que promueve grafeno, el sustituto del azúcar, el almidón, la celulosa, una olefina, un acetato, uno o más hidrocarbonos sin grafeno, un alcano,. un alqueno, un alquino, cetona, tolueno, nafta, gasoil, kerosén, carbón, alquitrán de hulla, coque, o cualquier combinación de ellos. En otra versión, el carbón y el gasoil se prefieren como fuentes de carbono. En otra versión el carbón es carbón desmenuzado. En otra versión el carbón es un nanocarbón, al igual que el nanocarbón que vende Nano Fuels Technology, LLC (Reno, Nevada, United States) [Tecnologías de nanocombustibles , LLC. Reno, Nevada, Estados Unidos] que tiene medidas de particulas en el rango submicrónicas .
[0247] La molécula anfifílica de azúcar o una molécula anfifílica parecida al azúcar puede ser cualquier molécula con una porción de azúcar hidrofílica, incluyendo pero ni limitándose a aquellos descriptos por Fenimore ( "Interfacial Sel f-assembly of Sugar-based Amphiphiles: Solid- and Liquid-core Capsules", University of Cincinnati Ph.D. thesis dated October 16, 2009 [Método de automontaje interfacial sobre anfifílicos basados en azúcar: Capsulas sólidas y liquidas, Universidad de Cincinnati tesis de postgrado 16 de octubre, 2009] ) Jadhav entre otros. ( "Sugar-Derived Phase-Selective Molecular Gelators as Model Solidifiers for Oil Spills", ñngew) . Chem. Int. Ed. , Vol. 49, pp. 7695-7698, 2010), Jung entre otros. ( "Sel f-Assembling Structur^s of Long-Chain Sugar-Based Amphiphiles Influenced by the Introduction of Double Bonds" ["Estructuras de automonta e de cadenas largas de anfifílicos basados en azúcar influenciados por la introducción de cadenas dobles]), Chem. Eur . J. , Vol. 11, pp. 5538-5544, 2005), Paleta efc al. ("Novel amphiphilic fluoroalkylated derivatives of xylitol, D-glucose and D-galáctose for medical applications : hemocompatibility and co-emulsifying próperties", Carbohydrate Research, Vol. 337, pp. 2411-2418, 2002 [ Derivados fluoroalquilados anfifílicos noveles de xilitol, D-glucosa y D-galactosa para aplicaciones medicas: hemocompatibilidad y propiedades coemulsi ficantes . " Investigación sobre carbohidratos, Vol .337 ,pp.2411- 2418,2002]), Germaneau ("Amphiphilic Sugar Metal Carbenes: From Fischer Type to N-Heterocyclic Carbenes (NHCs)", Rheinische Friederich-Wilhems-Universitat Bonn Ph.D.' thesis, 2007 [Carbenos metálicos de anfifílico de azúcar: desde modelo Fisher hasta Carbenos heterocíclicos con forma de N (NSC, por sus siglas en Inglés)]), and Ye et al. ("Synthesis of Sugar-Containing Amphiphiles for Liquid and Supercritical Carbón Dioxide", Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 39, pp. 4564-4566, 2000 [ "Síntesis de azúcar con contenido de anfifílico para el dióxido de carbono liquido y supercrítico", Ind. Eng. Chem. Res, Vol. 39, pp.4564-4566, 2000] . )
[0248] Un anfifílico que promueve el grafeno puede ser cualquier molécula con una porción hidrofílica que promueve el grafeo y una porción hidrofóbica, incluyendo pero no limitándose a 'aquellos promocionados por Dow Chemical Company (Midland, Michigan, Estados Unidos) bajo la marca TRITONTM 0 TERGITOL TM incluyendo pero no limitándose a la serie TRITON X de etoxilatos de octilfenol y la serie de TERGITOL NP etoxilatos de nonilfenol.
De manera alternativa, se podría utilizar un. material de grafeno. El material de grafeno podría ser cualquier material que tenga carbono, incluyendo pero no limitándose al grafeno natural, al grafeno sintético, a uno o más carbonos aromáticos poli cíclicos (PAHs, por sus siglas en inglés), al grafeno, al carbono activado, al biocarbón, flema carbonácea, una o más moléculas de benceno, naftalina o cualquier combinación de ellos.
La figura 2A nos muestra el material de grafeno calentado en un solvente. En algunas versiones, el solvente incluye una o más moléculas de alcohol, agua y aceite mineral. En otras versiones, se calienta la mezcla a punto de ebullición.' En otras versiones se hierve el solvente en un reflujo.
En una versión, se recolecta el producto líquido de grafeno que resultó del reflujo de la reacción de la mezcla dentro del mismo recipiente de la reacción. EL líquido .que contiene grafeno puede aplicarse directamente al material o al .sustrato para formar material de grafeno reforzado, un sustrato de grafeno cubierto, material de óxido de grafeno reforzado o un sustrato de material de oxigeno de grafeno cubierto .
Alternativamente, el liquido que contiene grafeno podrá calentarse para formar vapor que contenga grafeno o escalas derivadas de grafeno. Se entiende que el grafeno o la escala derivada de grafeno, como será nombrada de aquí en adelante, tiene diferentes capar de grafeno u óxido de grafeno transportado por una corriente de vapor del solvente de reflujo o la mezcla del solvente. Las capas en la escala pueden ser en su mayoría planas o arrugadas o dobladas dentro de la corriente de vapor.
En la figura 2B el grafeno o la escala derivada de grafeno que contiene vapor pueden aplicarse a un sólido o un líquido .
El grafeno o las escalas derivadas de grafeno pueden aplicarse a un sustrato sólido. Al colocar el sustrato sólido dentro de la corriente de vapor o al aplicar la corriente de vapor al sustrato del sólido para formar grafeno o un sustrato derivado de grafeno cubierto por una envoltura. Se prefiere reducir cualquier arruga o flexión en las capas . de la escala con la deposición sobre el sustrato sólido. En algunas versiones, las escalas depositadas se recalientan luego de la deposición para mejorar la uniformidad. En otras versiones, los grupos de reactivos finales sobre las escalas cercanas depositadas reaccionan entre ella para formar grafeno o laminas de grafeno derivadas de mayor tamaño. En otras versiones, se utiliza un agente reducido para convertir el óxido de grafeno a óxido de grafeno reducido en las capas.
De manera alternativa, el grafeno o la escala derivada de grafeno que contiene vapor puede aplicarse a una pileta con agua. El vapor puede aplicarse a una superficie de la pileta llena de agua desde arriba o mediante hervor a través de la pileta.
En una versión, la pileta tiene agua sin aditivos. Si la pileta de agua no contiene aditivos, el grafeno o las escalas de derivado de grafeno se auto-ensamblan de manera hidrofóbica a las láminas de grafeno o de derivado de grafeno en la superficie del agua. En otra versión, ,las escalas depositadas se recalientan en la superficie del agua para mejorar la uniformidad. En otra de las versiones, los grupos de reactivos finales en escalas cercanas reaccionan unos con otros para formar láminas de grafeno o derivadas de grafeno en la superficie del agua-. En otras versiones, se utiliza un agente reducido para convertir óxido de grafeno u óxido de grafeno reducido en las capas montadas.
La pileta con agua puede incluir uno o más surfactantes como aditivo para ayudar en el ensamble hidrofóbico del grafeno o de las escalas derivadas de grafeno a las láminas de grafeno o grafeno derivado en la superficie del agua. Preferentemente se reduce cualquier arruga o flexión en las capas de la escala al interactuar con el surfactante o al llegar a la superficie del agua. En una versión, las escalas depositadas se recalientan en la superficie del agua para mejorar la uniformidad. En otra versión, los grupos de reactivos finales en escalas cercanas reaccionan entre ellos para formar placas de grafeno o de derivado de grafeno de mayor tamaño en la superficie del agua.
La pileta de agua puede incluir uno o más agentes para convertirse en óxido de grafeno u óxido de grafeno reducido durante el ensamble hidrofóbico de las escalas de óxido de grafeno a las placas de óxido de grafeno reducido en la superficie del agua. En una versión el agente reducido es hidracina. Se reduce preferentemente cualquier arruga o flexión en las capas de la escala al llegar a la superficie del agua. En otra versión, las escalas depositadas se calientan en la superficie del agua para mejorar la uniformidad. En otra versión, los grupos de reactivos finales en escalas cercanas reaccionan entre ellos para formar placas de grafeno o derivadas de grafeno en la superficie del agua.
Las placas de grafeno o derivadas de grafeno pueden aplicarse a un sólido al hacer contacto entre el sólido y las placas de grafeno o derivadas de grafeno en la superficie del agua. La superficie solida puede introducirse dentro de la superficie liquida de manera vertical, horizontal u orientada hacia un ángulo. De manera alternativa, la superficie sólida puede ubicarse inicialmente en el agua y elevarse a la superficie liquida de manera vertical, horizontal u orientada hacia un ángulo o se puede drenar el agua para atraer las placas de grafeno o derivadas de grafeno a la superficie.
De manera alternativa, se permite que se evapore lentamente cierta cantidad de agua de la pileta, y asi resulta grafeno gelificado viscoso o grafeno con estructura de jalea en la parte superior liquida de la pileta.
La fuente de carbono puede darse en diferentes formas, incluyendo pero no limitándose a una forma licuada, sólido de particulas de polvo o sólido en gránulos. En una versión, la fuente de carbono incluye preferentemente al menos un material carbónico sin grafeno que contiene una estructura química con, al menos, un aro de carbono de 6 miembros,, como la sacarosa. Esta estructura se muestra como molécula 2: En una versión, la fuente de carbono contiene una cantidad significativa de¦ carbono de grafeno.
Se cree que los aros de carbono en el material carbónico, especialmente los -aros aromáticos de carbono, se conservan a cierta temperatura en las · reacciones químicas en la matriz en crecimiento del aro de carbono de los productos de grafeno u óxido de grafeno. Es decir, se cree que el aro de carbono con 6 miembros se retiene a cierta temperatura dentro de los productos de grafeno u óxido de grafeno por sí mismos.
El material carbónico sin grafeno puede incluir pero no limitarse a una o cualquier de las siguientes combinaciones : 1. Azúcar que incluya pero no se limite a: a. melaza o sustituto de .melaza, incluyendo pero no limitándose al sorgo dulce, la melaza de remolacha azucarera, la melaza de granada, la melaza de mora, la melaza de algarroba, la melaza de dátil, la melaza de uva, la melaza negra, el jarabe de alce o el jarabe de maíz incluyendo pero no limitándose al jarabe de maíz de alta fructosa; b. el azúcar invertido que incluya pero no se limite a jarabe de azúcar invertido. c. un desoxiazúcar que incluya pero no se limite a la desoxirribosa, la fucosa o la ramnosa; d. un monosacárido que incluya pero no se limite a la glucosa, la fructosa, la galactosa, la xilosa o la ribosa; e. un disacárido que incluya pero no se limite a la sacarosa, la lactulosa, la lactosa, la maltosa, la trehalosa o la celobiosa; f. un polisacárido que incluya pero.no se limite a un almidón, un glucógeno, la arabinosa, la celulosa, la quitina o la pectina; g. un poli alcohol que incluya pero no se limite al eritritol, al treitol, al arabitol, al xilitol, al ribitol, al manitol, al sorbitol, al dulcitol, al iditol, al isomlatitol, al maltitol, o al lactitol; h. una molécula anfifilica que incluya pero no se limite a una molécula anfifilica de azúcar o una molécula anfifilica que' promueva el grafeno; 2. un sustituto del azúcar que incluya pero no se limite a la stevia, el aspartamo, la sucralosa, el neotamé, el acesul famo-k, la sacarina o un poli alcohol; 3. un hidrocarbono que incluya pero no se limite a la naftalina, el gasoil, el kerosén, la gasolina o un alcano que incluya pero no se limite al metano, el etano, el propano, el ciclopropano , el butano, el metilpropano, el ciclobutano, el pentano, el isopentano, el neopentano, el ciclopentano, el hexano, el octano, el kerosén, una isoparafina, parafina líquida o parafina; 4. carbón que incluya pero no se limite a la turba, el lignito, el carbón bituminoso, el carbón subituminoso, el carbón pulverizado, las nano partículas de carbón, el carbón térmico, la antracita, el carbón vegetal, el carbón negro, el carbón vegetal activado, "las nano partículas de carbón activadas" o el azúcar carbonizada; 5. un alcohol que incluya pero no se limite al etanol, al metanol, al isopropanol, o; 6. un aceite que incluya pero no se limite al aceite de linaza, al aceite de citronela, al geraniol o el aceite mineral .
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende una piranosa, una furanosa, un carbómero cíclico o un benceno (véase atritzky entre otros, "Aqueous High-Temperature Chemistry of Carbo- and Heterocycles . ¡ [20.1 Reactions of some Benzenoid . Hydrocarbons and Oxygen-Containing Derivatives in Supercritical Water at 460 °C", Energy & Fuels, Vol. 8, pp. 487-497, 1994 ["Química acuosa de alta temperatura de los carbociclos y heterociclos . 20. 1 Reacciones de algunos hidrocarbonos de benceno y derivados con oxígeno en agua supercrítica a 460°C," Energía y Combustibles, Vol.8, pp.487-497 , 1994 ] ) , incluyendo pero no limitándose a los bencenos con oxígeno.
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un azúcar. En otra versión, el mismo comprende la sacarosa. En otra de las versiones el azúcar comprende una melaza o sustituto de la melaza, que podría comprender pero no limitarse al sorgo dulce, a la melaza de remolacha azucarera, a la melaza de la granada, a la melaza de la mora, a la melaza de la algarroba, a la melaza de un dátil, a la melaza de la uva, a la melaza negra, a la miel de abejas, al jarabe de alce o al jarabe de maíz, el cual incluye pero no se limita al jarabe de maíz de alta fructosa. En otras versiones., el azúcar comprende un azúcar invertido y éste comprende pero no se limita al jarabe de azúcar invertido.
En una versión, el azúcar comprende un desoxiazúcar, el cual puede comprender pero no limitarse a la desoxirribosa , la fucosa o la ramnosa.
En una versión, el azúcar comprende un monosacárido, el cual puede comprender pero no se limita a la glucosa, la fructosa, la galactosa, la xilosa o la ribosa.
En una versión, el azúcar comprende un disacárido, el cual puede comprender pero no limitarse a la sacarosa, la lactulosa, la lactosa, la maltosa, la trehalosa, la celobiosa o la soforosa.
En una versión, el azúcar comprende un polisacárido, el cual puede comprender pero no limitarse al almidón, el glucógeno, la arabinosa, la celulosa, la quitina o la pectina .
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un polialcohol, el cual puede incluir pero no limitarse al eritritol, al treitol, al arabitol, al xilitol, al ribitol, al manitol, al sorbitol, al dulcitol, al iditol, al maltitol o al lactitol.
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un sustituto del azúcar, el cual puede incluir pero no limitarse a la stevia, el aspartamo, la sucralosa, el neotame, el potasio de acesulfamo o la sacarina .
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un derivado del azúcar, el cual incluye pero no se limita al sophoritol, al glucósido fenólico, al esteviósido, a la saponina, al glucósido o a la amigdalina.
En una versión, el material carbónico esencial . sin grafeno comprende una silicona que incluye, pero no se limita al phenyl trimethicone o al cyclopentasiloxane.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un esferoide, que puede incluir pero no limitarse a la sapogenina o la diosgenina.
En una versión el material - carbónico esencial sin grafeno comprende un cinamato, el cual puede incluir pero no limitarse al cinamato de metilo o de etilo. En otra versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un ácido decinamato. En otra de las versiones, el aditivo comprende aceite de canela.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un fenilpropanoide que puede incluir pero no limitarse al ácido de cinamato, al ácido cumárico, al ácido, cafeico, al ácido ferúlico, al ácido 5-hidrociferúlico, al ácido sinápico, al cinalmaldehido, a la umbeliferota, al resveratrol, al monolignol, el cual puede comprender pero no limitarse al alcohol coniferílico, al alcohol cumarilico, al alcohol sinailico o a un fenilpropeno que puede comprender pero no limitarse al engenol, al cavicol, al safrol o al estragol .
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un benzoato, el cual puede incluir pero no limitarse al férrico, al benzilo, al etilo, al metilo, al fenilo, el ciclohexanol , 2-fenil, al tetranitrato de pentaeritritol , al sodio o al benzoato potásico. En otra versión, el aditivo incluye ácido de benzoato. En otra versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende un ácido de aminobenzoato . En otra versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende el 2-hydroxymethyl benzoic acid methyl ester. En otra versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende la ubiquinona.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un carboxilato, incluyendo pero no limitándose al trimetil cis, cis-1,3,5-cyclohexanetricarboxylate .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende el benzopiran, el cual incluye pero no se limita al cromeno, al isochromeno o a un sustituto del benzopiran.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende una flacona o isoflavona natural o sintética, la cual puede incluir pero no limitarse al flavan-3-ol o al flavanone.
En una versión el materiál carbónico esencial sin grafeno compre un salicilato, el cual puede incluir pero no limitarse a salicilato férrico, de metilo, etílico, de butilo, cinamílico, de ciclohexil, de etilhexil, de octilo, de bencilo, de fenil, de p-cresol, de o-cresol, de m-cresol, o de sodio.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un antioxidante. En otra versión el antioxidante es cíclico. En otra versión el antioxidante es fenólico, el cual puede incluir pero no limitarse a 2,6-di- terti-butylphenol , 2-tert-butyl-4 , 6-dimethylphenol , 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol , 2 , 6-di-tert-butyl-4 -n-butylphenol , 2, 6-di-tert-butyl-4-l-butylphenol, 2, 6-di-cyclopentyl-4-methylphenol , 2 - ( a-methylcyclohexyl ) -4 , 6-dimethylphenol , 2,6-di-octadecyl-methylphenol , 2, 4 , 6-tri-cyclohexylphenol , 2,6-di-tert-butyl-4-methoxymethylphenol, 2, 6-di-tert-butyl-4-methoxyphenol , 2, 5-di-tert-butyl-hydroquinone, 2,5-di-tert-amyl-hydroquinone, 2, 6-diphenyl-4-octadecyloxyphenol, 2,2'-methylene-bis- ( 6-tert-butyl-4 -methylphenol ) , 2,2' -methylene-bis- ( 6-tert-butyl-4-ethylphénol ) , 2 , 21 -methylene-bis- [ 4 -methyl-6- ( a-methylcyclohexyl ) -phenol ] , 2,2' -methylene-bis- ( 4 -methyl-6-cyclohexylphenol ) , 2,2' -methylene-bis- ( 6-nonyl-4 -methylphenol ) , 2,2' -methylene-bis- [ 6- ( -methylbenzyl ) -4 -nonylphenol ] , 2,2' -methylene-bis- [ 6- (a, a-dimethylbenzyl ) -4 -nonylphenol], 2 , 2 ' -methylene-bis- ( 4 , 6-di-tert-butylphenol ) , 2,2' -ethylidene-bis- ( , 6-di-tert-butylphenol ) , 2,2'-ethylidene-bis- ( 6-tert-butyl-4 -isobutylphenol ) , 4,4'-methylene-bis- ( 2, 6-di-tert-butylphenol ) , 4,4' -methylene-bis-( 6-tert-butyl-2-methylphenol ) , 1, 1-bis- ( 5-tert-butyl- -hydroxy-2-methylphenyl ) -butano, 2, 6-di- ( 3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxybenzyl ) -4 -methylphenol , l,l,3-tris-(5÷-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl ) -butano y cualquier antioxidante fenólico que ocurra sobre una planta, el| cual puede incluir pero no limitarse al ácido ascórbico, , a un tocoferol, un tocotrienol , un ácido romarínico y otros ácidos y flavonoides fenólicos, tales como aquellos encontrados, por ejemplo, en uvas, bayas, aceitunas, soja, té, hojas, romero, albahaca, orégano, canela, comino y azafrán.
En una versión, el material carbónico esencial sin grafeno comprende 4-vinylphenol , antocianidina o cromenilo.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un amino ácido ciclico, el cual puede incluir pero no limitarse a la fenilamina, el triptofano o la tirosina.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un derivado del ciclihexano, el cual puede incluir pero no limitarse al 1 , 3-cyclohexadiene o al 1,4-cyclohexadiene .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un derivado del benceno, el cual puede incluir pero no limitarse, al polifenol, al benzaldehido, al benzotriazol , al benzyl 1-carbonato de naftil, al benceno, al benceno etílico, al tolueno, al estireno, al benzonitrilo, al fenol, al anhídrido itálico, al ácido itálico, al ácido tereftálico, al ácido p-tolúico, al ácido benzoico, al ácido amino benzoico, al cloruro de bencilo, al isoindole, al -ethyl phthalyl ethyl glycolate, al N-phenyl benzamine, al metoxibenzoquinona , al bencilacetona , a la acetona bencilidénica, al hexilo cinamaldeído, al 4-amino-2-hydroxytoluene , al 3-aminofenol o a la vainillina.
En una versión el derivado de benceno comprende un benzenediol, el cual puede incluir un 1.2-dihidroxibenceno (catécol), 1.3- dihidroxibenceno (resorcinol) o 1.4-dihidroxibenceno (hidroquinona) En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un naftoato que incluye pero no se limita al metilo 2-metoxi-naftoato o al -3-metoxi-2-naftoato .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende acrilato e incluye pero no se limita al benzyl 2-propil acrilato o al 2-metacrilato naftil.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende ftalato e incluye pero no se limita al ftalato dialilico.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un succinato e incluye pero no se limita al bis ( 2-carboxyphenyl ) succinato.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un carpato e incluye pero no se limita al methyl O-methylpodocarpate .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende fluoroforo e incluye pero no se limita a fluorescein isothiocyanate, la rodamina, la ftalocianina o la ftalocianina de cobre.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un fármaco e incluye pero no se limita al ácido acetilsalícico, al acetaminofeno, al ibuprofeno o ala benzodiazepina .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende fosfato e incluye pero no se limita al difenilfosfato decresilo, al fosfato dicresilo, al fqsfato triorthocresyl , al fosfato tricrésyl, al fosfato paracresyl, al fosfato orthocresyl o al fosfato metacresyl.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un compuesto que degrada . uno o más aditivos anteriormente mencionados bajo el calor de las condiciones de operación del motor o el sistema mecánico, tales como ciertos terpenos o ciertos esteros cíclicos naturalmente aromatizados o no aromatizados, cetonas o aldehidos, los cuales piüedert incluir pero no limitarse al salcilato de metilo (aceite de gaulteria) , a la hoja de canela / corteza de aceite ( cinamaldehído ) , al limoneno (dipenteno ) , . al pineno "y '' al canfeno .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende una composición lubricante comercial comestible personal/sexual que incluye un azúcar o ' üna molécula anfifílica de un sustituto del azúcar.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende una fórmula comercial protectora solar contra los rayos ultravioletas que incluye octilmetoxicinamato (oxctinoxate) , butil-metoxidibenzoilmetano (B-MDM, avobenzona), octil-dimetil-para-aminobenzoico (OD-PABA), ¦ octocrileno, oxibenzona, alquilo benzoate, dietilhexilo 2 , 6-naftalato, fenoxi-etanol , homosalato, etilhexil triazona, 4-metil-bencilideno alcanfor (4-MBC) o polisorbato.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende una fórmula comercial de lociones para la piel que pueden incluir pero no limitarse al carbómero, al Palmitato ascorbilo, al acetato de tocoferol, al ketoconazol o a un aceite mineral.
En una versión el material carbónico' esencial sin grafeno comprende una fórmula comercial de sanitizantes de manos que incluye carbómero, acetato de tocoferol o propilenglicol .
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un producto comercial para el cuidado del pelo de los seres humanos o los animales, el cual incluye benzofenona, alquilo benzoato, fenoxietanol , oleato de sorbitán, un copolímero estireno, propilengicol , hydroxyisohexyl-3-ciclohexeno carboxaldehido , Hidroxitolueno butilado, ketoconazol, vaselina, aceite mineral o parafina liquida.
En una versión el producto comercial para el cuidado del pelo es un activador de rulos o una solución relajante la cual puede incluir carbómero, hexyl cinnamal, salicilato · de bencilo, trolamine salicylate, benzoato de bencilo, limoneno, eugenol, 1,3-bis ( hidroximetil ) -5, 5-dimetil-limidazolidine-2 ,4-diona ( DMDM hidantoina), ácido para-aminobenzoico ( PABA, por sus siglas en Inglés), 2-etilhexil 4 -dimetilaminobenzoato (padimato O), metilpropional de butilfenilo, propilparabeno, phenolsulfonphthalein. (PSP, rojo fenol) o polisorbato.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende una fórmula comercial de tintura de cabello que puede incluir óxido de hierro hidratado (Fe (OH) 3), parafenilendiamina, orto-, meta-, o para-aminofenol , 4-amino-2-hydroxytoluene, trideceth-2 carboxamida MEA, fenil metil pirazolona, fenoxietanol , un policuaternio, hexyl cinnamal, metilpropional de butilfenilo, phenolsulfonphthalein (PSP, rojo fenol), hydroxyisohexyl 3-ciclohexeno carboxaldehido, óxido de titanio u óxido de hierro.
En una versión el material carbónico esencial sin grafeno comprende un pesticida comercial que puede incluir pero no limitarse a orto-fenil fenol (OPP, por sus siglas en Inglés), fenilhidroquinona (PHQ, por sus siglas en Inglés) o fenilbenzoquinona (PBQ, por sus siglas en Inglés).
El oxidante puede darse en cualquier forma, incluyendo pero no limitándose a un sólido gaseoso, liquido o en partículas o a un sólido granuloso. El oxidante puede incluir una o cualquiera de las siguientes combinaciones, pero no se limita a ellas: nitrato de potasio, oxígeno gaseoso, nitrato de sodio, Permanganato de potasio, nitrato de calcio, peróxido de hidrógeno, bicarbonato de sodio o tiocianato de mercurio .
En una versión la reacción de la mezcla incluye un solvente. El solvente puede incluir un alcohol que contenga una o cualquiera de las siguientes combinaciones, pero no se limita a ellas : metanol, etanol, alcohol isopropilo, n-propanol o una fórmula de alcohol gelificado, la cual incluye pero no se limita a una fórmula de alcohol desnaturalizado y gelatinizado, tal como una fórmula que incluye etanol y metanol encontrada en la marca Sterno ® de combustible enlatado (The Sterno Group, LLC, Des Plaines, Illinois, United States [El Grupo Sterno, LLC, Des Plaines, Illinois, Estados Unidos] ) o una fórmula de alcohol gelificado como la que se encontró en sanitizantes de mano incluyendo fórmulas que contengan agentes de gran volumen como el ácido poliacrílico o el propilenglicol .
En una versión la reacción de la mezcla incluye uno o más catalizadores u otros aditivos. El aditivo o catalizador podrá incluir una o más de las siguientes combinaciones pero no se limita a ellas : bicarbonato de sodio, bicarbonato de aluminio, fosfato sódico de aluminio, sulfato sódico de aluminio, carbonato de potasio, fosfato de potasio, hidróxido de potasio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, sulfato de magnesio, fosfato de magnesio, crema de tártaro, acido cítrico, acido ascórbico, sacarosa, invertasa, ferroceno o un catalizador de transición de oxido de metal , el cual pueda verse en forma de nanopartí culas . El catalizador puede incluir una o cualquiera de las siguientes combinaciones sin limitarse a ninguna: óxido de hierro, incluyendo óxido de hierro II, óxido de hierro II y III, óxido de hiero III, hidróxido de hierro II, hid-róxido de hierro III o óxido hidróxido de hierro. III, óxido de aluminio, óxido de cobre incluyendo pero no limitándose al óxido de cobre I, u óxido de cobre II, u óxido de níquel, incluyendo pero no limitándose al óxido de níquel I u Óxido de níquel II, óxido de titanio, incluyendo peor no limitándose al dióxido de titanio, óxido de titanio I u óxido de titanio II, o un óxido de plomo que incluya pero no se limite al óxido de plomo II, óxido de plomo IV, tetróxido de plomo o sesquioxido de plomo.
En una versión se combina la sacarosa y el bicarbonato de, sodio en una relación de 4:1 en volumen con etanol adicionado como un solvente para formar una mezcla de reacción.
En una versión se mezclan los reactivos con un solvente inflamable tal como el metanol, el etanol o el isopropanol. En algunas versiones la fuente del carbono se disuelve en el solvente inflamable. En otras versiones los reactivos forman un líquido con el solvente.
En una versión se representa la reacción sin un solvente.
En una versión las partículas de azúcar y las partículas del bicarbonato de sodio se combinan en un radio 4:1 y se mezclan con un catalizador de óxido de metal previa exposición al calor.
En una versión la mezcla de la reacción puede incluir de manera adicional o alternativa uno o más bicarbonatos de sodio, naftalinas y aceite de linaza.
En una versión la sacarosa y el nitrato de potasio: se combinan en un radio de 35:65 para formar una mezcla de una reacción (véase Rocket Manual for Amateurs by B.R. Brinley, Libros Ballantine, Nueva York, NY, 1960, y Amateur Experimental Rocketry, Vol. 7 por Richard Nakka, autopublicado solamente en CD, Enero 2011). En otra versión la mezcla de la reacción incluye además un óxido de metal en- el rango de entre 1% a 30% preferentemente alrededor de 5%.
En una versión se colocan en un envase de reacción las partículas de azúcar y el alcohol, preferentemente etanol o isopropílico, y se mezclan conjuntamente para formar una mezcla de reacción. La mezcla de reacción se calienta para producir vapor que contenga grafeno o escalas derivadas de grafeno con vapor de exfoliación. En otras versiones la mezcla de la reacción incluye óxido de hierro en la forma de partículas de pigmento de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania). En otras versiones el óxido de hierro se encuentra en la forma de nanopartículas de alta pureza Fe304 (15-20 nm) (U.S. Research Nanomaterials , Inc., Houston, Texas, United States [Nanomateriales de investigación, Inc., Houston, Texas, Estados Unidos]).
En una versión se colocan en un envase de reacción las partículas de azúcar y el alcohol gelificado, en forma de sanitizante de mano convencional, incluyendo agua, ácido poliacrílico y ~60% alcohol isopropílico, y se mezclan conjuntamente para formar una mezcla de reacción. La mezcla de reacción se calienta para producir vapor que contenga grafeno o escalas derivadas de grafeno con vapor de exfoliación. En otras versiones la mezcla de la reacción incluye óxido de hierro en la forma de partículas de pigmento de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania).
En otras versiones el óxido de hierro se encuentra en la forma de nanoparticulas de alta pureza Fe304 (15-20 nm) (U.S. Research Nanomaterials, Inc., Houston, Texas, United States [Nanomateriales de investigación, Inc., Houston, Texas, Estados Unidos] ) .
En una versión l mezcla de la reacción de las partículas de azúcar y alcohol, preferentemente etanol, se calientan en un envase de reacción utilizando un plato caliente a una temperatura menor que la descripta anteriormente utilizando una llama directa. La mezcla de la reacción se calienta a un punto causando la formación de vapor que contenga vapor de exfoliación de grafeno o de escalas derivadas de grafeno. En una versión la mezcla de la reacción incluye oxido de hierro en forma de partículas de pigmento de oxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania). En otra versión el oxido de hierro se presenta en forma de nanoparticulas de alta pureza Fe304 (15-20 nm) (U.S. Research Nanomaterials, Inc., Houston, Texas, United States [Nanomateriales de investigación, Inc., Houston, Texas, Estados Unidos] ) .
En una versión la fuente de oxido de hierro es un sustrato sobre el cual se apoyan los otros reactivos. En otra versión la fuente de oxido de hierro es una parte de metal enmohecida basada en hierro. Los reactivos se calientan de manera similar a lo descripto en versiones anteriores.
En una versión el material carbónico es carbón o un derivado del carbón. En otra versión se pulveriza el carbón. En otra son nanoparticulas de carbón. En otra versión el material carbónico es uno o más del carbón, coque o alquitrán de carbón. En otra versión el carbón o derivado del carbón se calienta en un solvente a punto de ebullición para el reflujo de la temperatura. En otra versión el proceso es una destilación pobre e inapropiado del alquitrán de carbón o el horno de coque con gases de reacción que se recondensan y gotean otra vez sobre la mezcla de la reacción.
En una versión el material carbónico es sacarosa. En algunas versiones el acido sulfúrico concentrado convierte la sacarosa en carbono de grafeno, lo cual se podría formar con una morfología de espuma de gases de la reacción atrapados, mediante una reacción de deshidratación como se muestra en la ecuación 4 : C12H22011 98% sulfuric acid 12 Cgraphitic + n H20 (4) En una versión se utiliza un exceso de :acido sulfúrico de manera que cualquier vapor de agua u otros gases formados durante la reacción de deshidratación cedan de la mezcla de la reacción y que el producto de carbono de grafeno no se encuentre en forma de espuma. En otra versión el exceso de calor se le suministra al sistema para promover la libertad de los gases de la reacción.
En una versión se utilice el calor para convertir la sacarosa en carbono, mediante la reacción de la deshidratación como se muestra en la ecuación 5: C12H22011 heat Cgraphitic + 11 H20(5) En una versión la fuente de carbono de grafeno y un liquido se colocan en un envase de reacción y se mezclan para formar una mezcla líquida.' La fuente de carbono de grafeno puede ser cualquier material que incluya carbono de grafeno y que contenga pero no se limite solo a grafeno natural, grafeno sintético, uno o más hidrocarbonos aromáticos policíclicos (PAHs, por sus siglas en Inglés), grafeno, carbono activado, biochar, flema carbonácea, uno o más bencenos, naftalina o cualquier combinación de ellos. En una versión la fuente de carbono de grafeno es grafeno natural o sintético. En otra versión el grafeno se coloca sobre una fina partícula. En otra versión la fuente de carbono de grafeno es un carbono activado. En otra versión el líquido incluye una o más combinaciones de alcohol, agua o aceite mineral. En otra versión el liquido es un acido o solución de acido fuerte. En una versión el alcohol es metanol. La mezcla liquida se calienta para producir vapor que contenga grafeno o escalas derivadas de grafeno con vapor de exfoliación. En otra versión la mezcla de la reacción incluye oxido de hierro en forma de partículas de pigmento de oxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania). En otra versión el oxido de hierro se presenta en forma de nanoparticulas de alta pureza Fe304 (15-20 nm) (U.S. Research Nanomaterials, Inc., Houston, Texas, United States [Nanomateriales de investigación, Inc., Houston, Texas, Estados Unidos]).
En una versión el producto de carbono de grafeno proveniente de la deshidratación de la sacarosa y el solvente se coloca en un envase de reacción y se mezcla para formar una mezcla liquida. En otra versión el solvente puede incluir una o más combinaciones de alcohol, agua y aceite mineral. En algunas versiones el alcohol es metanol, etanol o isopropanol. La mezcla liquida se- calienta para producir vapor que contenga grafeno o escalas derivadas de grafeno de vapor de expoliación. En v, la mezcla de la reacción incluye oxido de hierro en forma de partículas de pigmento de oxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania). En otra versión el oxido de hierro se presenta en forma de nanoparticulas de alta pureza Fe304 (15-20 nm) (U.S. Research Nanomaterials, Inc., Houston, Texas, ¦ United States [Nanomateriales de investigación, Inc., Houston, Texas, Estados Unidos] ) .
En una- versión la fuente de calor es una llama abierta y directa. En otra versión la fuente de calor es una mezcla de combustibles con reactivos encendidos por una fuente de encendido. En otra versión la fuente de calor es un plato caliente. En otra versión un agente adicional se agrega para promover la formación de gas reactivo. En una versión el reagente adicional es bicarbonato de sodio y el gas reactivo es dióxido de carbono. En otra versión el reactivo se autocalienta .
En una versión la reacción química puede ocurrir con determinación bajo condiciones de pirólisis. En otra versión la reacción puede ocurrir bajo condiciones de oxigeno insuficiente para la combustión o el oxigeno mínimo o dentro de una cámara de vacío parcial. En una versión al menos algunos de los reactivos se calientan durante, la formación del producto en un medio controlado de bajo nivel de oxigeno. En otra versión la reacción puede emplear un aditivo para promover la combustión incompleta y la formación de hollín u otros productos de combustión incompleta o pirólisis. En otra versión la reacción puede llevarse a cabo rápidamente al exponer la mezcla de la reacción al calor de una llama directa .
En una versión los reactivos sólidos se mezclan y se calientan con una llama directa en un contenedor de la reacción tal como un crisol. A pesar de que el combustible para la llama pueda ser cualquier combustible dentro del contexto de la presente invención, el combustible en estas versiones es preferentemente un combustible relativamente limpio tal como el metano, etano, propano o butano.
En una versión la fuente del calor es una llama directa.
En una versión el sistema se calienta de manera externa a una temperatura justo debajo de la temperatura de autoencendido para el sistema para iniciar la formación del producto .
En una versión el grafeno u óxido de grafeno se forma como producto del calentamiento del intumescente. Los intumescentes se utilizan generalmente como retardantes del fuego. Un intrumescente , como se lo llama de aquí en adelante, en un material carbónico que crece pero no se quema cuando se lo expone al calor. El mismo puede incluir una o más de las siguientes combinaciones, pero no se limita a ellas : fosfatos discresyl, fosfatos de . tricresilo, incluyendo pero no limitándose al fosfato paracresyl, el fosfato ortocresyl o los fosfatos metacresyl polímeros precursores de la resina; o ciertas resinas epoxi, que incluyen pero no se limitan a las resinas termoestables, incluyendo pero no limitándose a las resinas fenol-formaldehído ( PF, por sus siglas en Inglés), resinas de melamina, resinas ester cianato o policianurato , resinas de éter de polifelino ( PPO, por sus siglas en Inglés), resinas de etileno propileno dieno monómero (EPDM, por sus siglas en Inglés) o resinas de poliolefina elastómero (POP, por sus siglas en Inglés).
En una versión calentar el intumescente produce un carácter fuerte. En otra versión el carácter que resulta está sujeto al ataque de un solvente y recalentado para producir el producto de grafeno o de óxido de grafeno. En otra versión el carácter que resulta puede servir como el material carbónico para adicionarse a y reaccionar con un oxidante. En una versión el carácter puede combinarse con un aceite o calentarse para producir el producto reactivo de grafeno o de óxido de grafeno.
En una versión, como se menciono, anteriormente, el material carbónico de la fuente del carbono agregado a los reactivos o al aditivo puede incluir una o más combinaciones de las siguientes, pero no se limita a ellas: aceite de linaza, un aceite parafinico ligero, un compuesto de naftalina, resina, un precursor de resina, alquidica, una resina alquidica o un precursor alquidico que incluya pero no se limite al poliol, incluyendo pero no limitándose al maltitol, xilitol, sorbitol, isomaltosa, Pentaeritritol , etilenglicol , glicerina o poliéster.
En una versión los reactivos incluyen una o mas polioles, uno o, más anhídridos de acido uno o más triglicéridos ácidos grasos no saturados.
Se cree . que las modificaciones a los métodos anteriormente descriptos pueden darse para una colección más fácil del grafeno o el oxido de grafeno y pueden producir un paso mayor.
En una versión no se utiliza liquido o un medio de mezcla- gelificado. En otra versión el medio de mezcla es metanol. En otra versión el medio de mezcla es agua. En una versión el medio de mezcla es un sólido, semi sólido o material inflamable gelatinoso, el cual puede contiene una fuente de carbono. En otra versión el material inflamable es un combustible gelificado hecho con alcohol desnaturalizado, agua y gel tal como la marca 'Sterno® qué hace combustible enlatado. (The Sterno Group LLC, Des Plaines, Ilinois, United States [ El grupo Sterno, LLC, Des Plaines, Ilinois, Estados Unidos] ) . En una versión el alcohol desnaturalizado incluye etanos con uno o más aditivos, que pueden incluir una o más de las siguientes combinaciones sin limitarse a ellas: metanol, isopropanol, acetona, metil etil cetona o denatonio.
En una versión, el combustible gelificado está hecho de vinagre, carbonato de calcio e isopropanol. En dicha versión, el combustible gelificado puede calentarse ligeramente para volverse más fluido para la mezcla con los reactivos y luego se enfría para gelificarse nuevamente. En dicha versión, se usa una llama directa solamente al comienzo para encender el combustible gelificado e iniciar la reacción, con la llama sostenida por el mismo calor del combustible gelificado. ¦ En una versión el grafeno o las escalas derivadas de grafeno con vapor se recolectan por deposición sobre la superficie solida teniendo contacto con las escalas con vapor. En una versión, el grafeno producido por el vapor o las escalas derivadas del grafeno se recolectan de la deposición en una superficie sólida en contacto con las escalas producidas por el vapor.
En una versión, el grafeno de vapor o las escalas del derivado de grafeno se recolectan utilizando tecnología de carbón limpio. En una versión, un lavador (véase, por ejemplo, Semrau, "Practical process design of particulate scrubbers" [Diseño del proceso práctico de los lavadores de partículas], Chem. Eng. , Vol. 84, págs . 87-91, 1977), preferentemente un depurador húmedo, se usa para recolectar cualquier grafeno de vapor o escalas de GO. En una versión, los gases de conducto de humos se tratan con vapor para recolectar las partículas de vapor incluyendo cualquier grafeno de vapor o escalas de GO. ' En una versión, las escalas de grafeno de vapor o derivados de vapor se recolectan por burbu eo de la corriente de vapor que se produce a través de un líquido. En una versión, el líquido es agua. En otras versiones, el líquido es un aceite, que puede incluir, pero sin limitación un aceite vegetal o un aceite lubricante. En una versión, se agrega un tensioactivo al agua para promover la formación de una capa uniforme de grafeno o derivado de grafeno en la superficie del agua. En una versión, se calienta el líquido para promover la formación, a través de un auto-monta e, de una capa uniforme de grafeno o derivado de grafeno en la superficie del líquido. En una versión, el líquido se calienta hasta casi su temperatura de ebullición. En una versión, se utilizan aditivos para levantar la temperatura de ebullición del líquido. En una versión, se aplica ultrasonido al líquido para promover el automontaje del grafeno o del derivado de grafeno sobre la superficie del líquido. En una versión, se aplica luz ultravioleta al líquido para promover el automontaje del grafeno o del derivado de grafeno sobre la superficie del líquido. En una versión, una atmósfera de argón por encima del líquido promueve el automontaje del grafeno o del derivado de grafeno sobre la superficie del líquido. En una versión, se utiliza una presión reducida para promover el automontaje del. grafeno o del derivado de grafeno (véase Putz efc al., "Evolution of Order During Vacuum-Assisted Sel f-Assembly of Graphene Oxide Paper and Associated Polymer Nanocomposites" [Evolución del Orden durante el Automontaje Asistido con Vacio del Papel "de óxido de Grafeno y Nanocompuestos del Polímero Asociados], ASC Nano, Vol. 5, págs. 6601-6609, 2001).
En una versión, el solvente restante en el matraz de reacción que contiene material grafitico después de la terminación de la etapa de pirólisis se utiliza como recubrimiento para formar un compuesto reforzado por el material grafitico. En una versión, el solvente que contiene material grafitico se aplica sumergiendo el material que va a ser recubierto en el solvente que contiene material grafitico. En una versión, se recubren fibras individuales. En otras verdiones, se recubre una malla de fibra. En una versión, se depositan múltiples capas para cubrir cualquier fisura en el material grafitico, fortaleciendo de este modo el recubrimiento.
En una versión, el solvente que contiene material grafitico se mezcla con un material estructural para formar un compuesto reforzado con grafeno. En una versión,, el solvente que contiene material grafitico se combina con fibras compuestas preimpregnadas (pre-preg) para formar un material compuesto reforzado con grafeno. En una versión, la fuente de carbono para el material grafitico es un precursor de resina para la resina particular que se va a reforzar mediante el material grafitico.
En una versión, el líquido de recolección acuoso que se utiliza para acumular el vapor del producto de combustión se utiliza en un molde para facilitar la fabricación de materiales compuestos sólidos que hacen uso de los productos de combustión.
En una versión, los vapores de reacción se recolectan y se canalizan directamente sobre la superficie interior o exterior de un molde, sin el uso de. un medio de recolección líquido .
En una versión, los vapores de reacción se recolectan y canalizan directamente sobre la superficie de un sustrato sólido. En una versión, el sustrato sólido es una fibra y se forma un compuesto de fibra reforzada con grafeno al cabo de la deposición. En una versión, la fibra es fibra de carbono. En una versión, la fibra es polimérica. El recubrimiento de grafeno se puede aplicar a la fibra ya sea antes o después del te ido de las fibras individuales en forma conjunta dependiendo de la aplicación y de las propiedades deseadas para el compuesto de fibra de grafeno. En una versión, se depositan múltiples capas para tapar las fisuras en las láminas de grafeno, fortaleciendo de · este modo el recubrimiento .
En una versión, el vapor recolectado resultante se suspende en un líquido que más tarde se drena, se evapora o se elimina de otro modo, permitiendo que las láminas de grafeno, GO, o rGO recubran el interior de un molde o se depositen sobre un sustrato sólido o líquido que ya se encuentra en dicho molde o. se introduce en el molde, con el fin de producir un material compuesto.
En el sistema de la figura 3, una mezcla de reacción se coloca en un recipiente de reacción 10. Se aplica calor al recipiente de reacción 10 mediante un elemento de calentamiento 12. Los gases de reacción y el producto gasífero generados crean presión en el recipiente de reacción 10 y salen del recipiente de reacción .mediante un conducto 14. La corriente de gas de reacción sale del conducto 14 por encima de la superficie del líquido 16. En otra versión (que no se muestra), el conducto 14 direcciona el vapor por debajo de la superficie del líquido 16 con lo cual burbujea a la superficie 18 del líquido 16. En una versión (que no se muestra), un tubo de aspersión que se une al extremo del conducto 14 proporciona múltiples puntos de liberación para distribuir las burbujas de la corriente de gas de reacción ya sea debajo o por encima de la superficie del líquido. Los gases de reacción se liberan en la atmósfera 22 por encima de la superficie líquida 18,- mientras que el grafeno/producto derivado del grafeno- permanece en el líquido, acumulándose esencialmente en la superficie liquida 18. En forma alternativa, el conducto 14 puede liberar la corriente de gas de reacción directamente a la atmósfera 22 por encima de la superficie liquida 18. En algunas de las versiones de este tipo, la corriente de gas de reacción se dirige hacia la superficie liquida 18 mediante el conducto 14.
Un elemento de control de temperatura 24 se puede usar para controlar la temperatura del liquido proporcionando calor o enfriamiento para promocionar la formación de grandes láminas de óxido de grafeno mediante el automontaje hidrófobo en la superficie líquida. O bien el elemento de control de temperatura 24 o un elemento de ultrasonido separado pueden proporcionar vibración para promover la formación de grandes láminas de óxido de grafeno en la superficie líquida. Se puede emplear una cubierta (que no se muestra) para cubrir el líquido 16 para crear por lo tanto un ambiente controlable cerrado 22 por enqima del líquido 16. En una versión (que no se muestra), se mantiene una presión aumentada en el ambiente 22 mediante una fuente de presión a través de una válvula. En una versión, la fuente de presión es un gas inerte, tal omo argón, para proporcionar un ambiente inerte por encima del líquido. En una versión (que no se muestra), una válvula de descarga permite la liberación del exceso de presión de la atmósfera 22. El recipiente de, reacción 10 incluye preferentemente una válvula equilibradora de presión 34 para liberar cualquier vacío parcial que se forme en el recipiente de reacción 10, el cual evita que el líquido salga del conducto 14 hacia el recipiente de reacción 10 durante el reflujo y la reacción.
En una versión, el recipiente de reacción es un aparato matraz Büchner. En una versión, la parte superior del matraz se tapa con tapón y la tubería se conecta a la punta de la manguera del matraz. En una versión, el otro extremo de la tubería se coloca bajo un líquido sin ninguna clase de tubo de aspersión al final de la tubería. En una versión, la válvula equilibradora de presión se conecta a una línea que se extiende desde el tapón sobre la parte superior del matraz de Büchner.
En una versión, el grafeno o derivado de grafeno que se forma en la superficie del líquido se transfiere a un sustrato sólido poniendo en contacto simplemente dicho sustrato sólido con la superficie del líquido, tal como una deposición del tipo Langmuir-Blodgett (véase, por ejemplo Blodgett, "Films built by depositing successive monomolecular layers on . a solid surface" [Películas creadas mediante el depósito de sucesivas capas moleculares sobre una superficie sólida], J. ñmer. Chem. Soc, Vol. 57, págs . 1007-1022, 1935) .
En una versión, el GO o el producto de grafeno recolectado se reduce posteriormente o se trata de otro modo para eliminar las impurezas restantes del producto.
En una versión, el producto de reacción de GO se convierte al óxido de grafeno reducido (rGO). En una versión, el GO se reduce por via química a rGO, como se representa en general en la ecuación 4 : óxido de grafeno + agente reductor ^ óxido de grafeno reducido (rGO) (5) En una versión, el GO se dispersa en forma coloidal en agua u otro líquido y se reduce por vía. química a rGO utilizando monohidrato de hidracina (véase Stankovich et al., "Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated graphite oxide" [Síntesis de nanoláminas basadas en grafeno a través de la reducción química del. óxido de grafito exfoliado], Carbón, Vol. 45, págs. 1558-1565, 2007, Gao et al., "Hydrazine ' and Thermal Reduction of Graphene Oxide: Reaction Mechanisms" [Hidracina y Reducción Térmica del Óxido de Grafeno: Mecanismos de Reacción], J. Phys. Che . C, Vol. 114, págs. 832-842, 2010), Si et al., "Synthesis of Water Soluble Graphene" [Síntesis del Grafeno Hidrosoluble] , Nano Lett . , Vol. 9, págs. .1679-1682, 2008). En otra versión, el GO se reduce por vía química a rGO utilizando hidroquinona (véase Wang et al., "Facile Synthesis and Characterization of Graphene Nanosheets" [Síntesis Superficial y Caracterización de las Nanoláminás de Grafeno], J. Phys. Chem. C, Vol . 112, págs . 8192-8195, 2008). En otra versión, el GO se reduce por vía química a rGO utilizando hidrógeno (véase Wu et al., "Synthesis of high-quality graphene with a pre-determined num er of layers" [Síntesis .de grafeno de alta calidad con un número predeterminado de capas], Carbón, Vol. 47, págs. 493-499, 2009). En otras versiones, el GO se reduce por vía química a rGO utilizando una solución muy básica (véase Fan et al., "Deoxygenation of Exfoliated Graphite Oxide under Alkaline Conditions: A Green Route to Graphene Preparation" [Desoxigenación de Óxido de Grafito Exfoliado en Condiciones Alcalinas: Una Vía Verde para la Preparación del Grafeno], Adv. Mater., Vol. 20, pp. 4490-4493, 2008, Boehm efc al., "Das Adsorptionsverhalten sehr dünner Kohlenstoff-Folien", Z. Anorg. Allg. Chem., Vol. 316, págs. 119-127, 1962).
En una versión, se utiliza corriente de calor o corriente eléctrica para reducir el GO o el rGO. En una versión, el GO es exfoliado térmicamente y reducido a rGO al cabo del calentamiento hasta 1050°C y de la extrusión para eliminar el dióxido de carbono generado (véase McAllister et al., "Single Sheet Functionalized Graphene by Oxidation and Thermal Expansión of Graphite"- [Grafeno Funcionari zado de Lámina Simple por Oxidación y Expansión Térmica del Grafito] , Chem. Mater., Vol. 19, pp. 4396-4404, '2007). En una versión, el GO se reduce por vía electroquímica a rGO colocando electrodos en extremos opuestos de una película de óxido de grafeno sobre un sustrato no conductor y aplicando una corriente eléctrica (véase Zhou et al., "Controlled Synthesis of Large-Area and Patterned Electrochemically Reduced Graphene Oxide Films" [Síntesis Controlada de Películas de óxido de Grafeno Electroquímicamente Reducidas de Área Grande y Labradas, Che .-Eur. J., Vol. 15, págs. 6116-6120, 2009).
En una versión, la adición de monohidrato de hidracina al agua, a través del cual el óxido de grafeno producido es burbujeado, seguido del calentamiento de la solución acuosa hasta ~ 80 °C convierte el producto de óxido de grafeno a una película automontada de plaquetas de óxido de grafeno reducido en la interfaz de aire-agua (véase Zhu et al., "Transparent self-assembled films of reduced graphene oxide platelets" [Películas automontadas transparentes de plaquetas de óxido de grafeno reducido], Appl . Phys. Lett., Vol. 95, págs. 103,104-1-103,104-3, 2009) . Se pueden aplicar fuerzas externas adicionales al líquido para alentar el automontaje de las plaquetas de rGO, incluyendo, pero sin limitación, vibraciones ultrasónicas o luz ultravioleta.
En una versión, los productos antes descriptos se utilizan en combinación con resinas poliméricas para formar compuestos de alta resistencia. Las resinas poliméricas son preferentemente resinas poliméricas de epoxi. En algunas versiones, los compuestos incluyen además fibras de carbono.
En una versión, la resina polimérica y el grafeno/derivado de grafeno se forman como capas alternadas en el compuesto. En una versión, una capa de grafeno/derivado de grafeno se deposita como vapor sobre una capa de resina polimérica. En una versión, una capa de grafeno/derivado de grafeno se deposita a partir de una superficie acuosa sobre una capa de resina polimérica. En una versión, una pasta de grafeno/derivado de grafeno se aplica a una capa de resina polimérica .
En una versión, el grafeno/derivado de grafeno se forma directamente sobre la capa de resina polimérica por deshidratación de sacarosa utilizando ácido sulfúrico concentrado, donde el material de la resina polimérica es muy resistente al ácido sulfúrico. Los materiales poliméricos muy resistentes al ácido sulfúrico incluyen, pero sin limitación, cloruro de polivinilo (PVC), PVC clorado (CPVC), fluoruro de polivinilideno, politetrafluoroetileno (E>TFE), poli ( clorotri fluoroetileno ) (CTFE), fibra de vidrio, con resina epoxi, y epoxi .EP21AR (Master Bond, Inc., Hackensack, New Jersey, EE.UU) .
En una versión, la resina es una de la siguiente combinación o una combinación del tipo híbrida de las siguientes resinas poliméricas (1) una o más resinas de alquil fenol termoplásticas , típicamente utilizadas en la fabricación de neumáticos (2) una o más resinas de paraoctilfenol (POP) formaldehído del tipo NOVOLAC®, (3) una • o más resinas espesantes no reactivas al calor de para- butilfenol terciario (PTBP) formaldehído del tipo POLYTONE®, (4) una o más resines de éter de polifenileno (PPE), y (5) una o más resinas de óxido de polifenileno (PPO), incluyendo, pero sin limitación, una o más resinas de óxido de siloxano polifenileno .
En una versión, el grafeno/derivado de grafeno se mezcla con la resina polimérica antes de que la resina fragüe. En una versión, las fibras de carbono también se mezclan con el grafeno/derivado de grafeno y la resina polimérica no fraguada. El tipo de resina polimérica y los niveles relativos del grafeno/derivado de grafeno y la fibra de carbono se seleccionan preferentemente para proporcionar un equilibrio apropiado de resistencia y flexibilidad preferidas para un uso o aplicación específica particular para el producto compuesto resultante.
En una versión, la resina para el polímero del compuesto además es la fuente de carbono para la parte de grafeno/derivado de grafeno del compuesto.
En una versión, el compuesto polimérico reforzado con grafeno/GO se utiliza en aplicaciones estructurales restringidas en forma convencional a los materiales metálicos, tales como el bastidor de un vehículo. En una versión, el compuesto polimérico es remoldable, y por lo tanto reciclable para el uso de una estructura para utilizar en otra estructura.
En un método para formar grafeno gelificado o gelatina de grafeno, una pileta acuosa gue contiene escalas de grafeno/derivado de grafeno se dejó evaporar en el tiempo. En una versión, los materiales de partida para producir la mezcla de reacción para producir las escalas de grafeno/derivado de grafeno comprenden sacarosa, polvo de hornear, etanol y óxido de hierro. En una versión, el agua en la pileta acuosa se evaporó lentamente y después de un período de aproximadamente un mes a aproximadamente temperatura ambiente, la mitad del volumen original de ~800 mi de fluido quedó en la probeta. Una capa de gel pegajoso, que podría ser quitada, se formó en la parte superior del fluido. Debajo de esta capa superior, había una capa blancuzca nubosa de aproximadamente 3,81 cm. ( 1½" ) de espesor, que tiene la consistencia de una gelatina delgada. Si bien la composición y las características físicas de estas gelatinas de grafeno no se ensayaron posteriormente, se espera que estas formas de grafeno tengan propiedades físicas y químicas útiles.
En una versión, el grafeno gelificado acuoso o la pileta acuosa con el grafeno o derivado de grafeno recolectado se usa en lugar de agua en la formación de un material compuesto. En una versión, el grafeno gelificado acuoso o la pileta acuosa con el grafeno o derivado de grafeno recolectado se utiliza en lugar de agua en una mezcla de cemento para formar un hormigón reforzado de grafeno con una resistencia mejorada con relación al hormigón convencional. En una versión, el grafeno gelificado acuoso o la pileta acuosa con el grafeno o derivado de grafeno recolectado se utiliza en la formación de hormigón asfáltico para formar un hormigón asfáltico reforzado de grafeno con una resistencia mejorada con relación al hormigón asfáltico convencional.
En una versión, se utiliza dióxido de carbono o monóxido de carbono como fuente de carbono en la producción de grafeno, un derivado de grafeno, una nanoparticula metálica encapsulada en carbono, o nano-acero, eliminando de este modo potencialmente el exceso de carbono del medioambiente . El monóxido de carbono y el dióxido de carbono se pueden convertir en un número de diferentes productos adecuados como materia prima carbonácea para los métodos de síntesis contenidos en la presente, tal como metanol sintético (véase, por ejemplo, Sakakura et al., "Transformation of Carbón Dioxide" [Transformación del Dióxido de Carbono], Chem. Rev., Vol. 107, págs. 2365-2387, 2007, Yu et al., "Copper- and copper-N-heterocyclic carbene-catalyzed C-H activating carboxylation of terminal alkynes with C02 at ambient conditions" [Carboxilación activadora C-H catalizada por cobre y cobre-N-heterocíclico carbeno de alquilos terminales con C02 en condiciones ambientales], PNAS, Vol. 107, págs. 20184-20189, 2010, Jiang et al., "Turning carbón dioxide into fuel" [Convirtiendo dioxide de carbono en combustible], Phil. Trans. R. Soc . A, Vol. 368, págs. 3343-3364, 2010). En una versión, el monóxido de carbono o el dióxido de carbono se convierten primero en una o más formas intermedias de material carbonáceo, capaz de reacciones de combustión o pirólisis para incorporar el átomo de carbono de estos gases en un enlace grafitico de carbono-carbono útil. En una versión, el intermediario en una conversión de este tipo es un alcohol formado por la reacción del dióxido de carbono con hidrógeno gaseoso. En una versión, el dióxido de carbono se suministra directamente a la mezcla de reflujo para la reacción con hidrógeno gaseoso generado por el reflujo de una mezcla de reflujo, formando de este modo el metanol sintético in situ.
En una versión al incorporar óxido de hierro, el proceso opera igual que un horno Bessemer a nanoescalada para formar nano-acero. Con referencia específicamente a la figura 7, se observa una carga significativa en toda la muestra, especialmente en los bordes del esferoide. Dado que la muestra es carga en general, la característica probable de esta carga es la presencia de un material no conductor en toda la muestra. El único material no conductor posible basado en el análisis elemental sería un óxido. De este: modo se concluye que hay una capa de óxido en todo el talón: Con respecto a la carga de los esferoides, como no se observa un borde agudo en las imágenes, los esferoides deben contener tanto material conductor como no conductor. La causa más probable de este fenómeno sería el hierro elemental atrapado en una matriz de óxido de carbono no conductora.
El hierro elemental conduce y arde bajo el SEM pero la matriz de óxido de carbono no conductora es lo suficientemente fuerte como para evitar que la estructura esferoide se quiebre a pesar de ser no conductora y no pueda pasar sobre la carga hacia la capa de óxido en toda la muestra. La inferencia es que la capa externa de óxido es óxido de grafeno y el material conductor es hierro, dado que el EDS informa la presencia de sólo hierro, carbono y oxígeno. Si la cubierta externa de las buckyesferas fueran carbono puro, tal como si la estructura fuera grafeno o un fullereno, habría sido conductora y no se observaría carga de muestras, como es el caso de los nanotubos de carbono o los materiales de cinta de carbono normalmente utilizados como accesorios del SEM. Dado gue la capa externa es carga, debe ser no conductora, y de este modo la forma más probable del carbono es el óxido de_ grafeno. Además, como se mencionó anteriormente, el talón completo carga en cierta forma, como se muestra en las imágenes del SEM. Por lo tanto, además se concluye gue las capas de óxido de grafeno están presentes a lo largo de toda la muestra.
En una versión, el nano-acero es trabajado a máguina para formar un nanocircuito u otra nanoestructura . En algunas versiones, se utiliza un nanohaz de grabado láser para formar el nano-acero.
Resultados de la prueba Se corrieron varias pruebas para crear y recuperar grafeno y sus derivados, y para producir SGANs, de acüerdo con la invención.
Prueba 1 En un método de síntesis de SGANs, se calentó una mezcla de reacción utilizando una llama directa. El pigmento de polvo de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania), el azúcar en polvo y el etanol se colo.caron en un recipiente de reacción y se mezclaron en una pasta para formar una mezcla de. reacción. La mezcla de reacción se calentó con la llama directa de una antorcha de propano,¦ y un talón del SEM se mantuvo por encima de la mezcla de reacción caliente en el humo y/o el vapor producido por el calentamiento de la mezcla de reacción.
La superficie del talón del SEM se visualizó posteriormente utilizando un Philips® XL serie XL 30 ESEM-FEG ( FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos), que utiliza el software EDAX® Génesis™ versión 4.61 (AMA E ® Inc., Mahwah, New Jersey, Estados Unidos) y una plataforma de imágenes de escandio. Las imágenes del microscopio electrónico resultantes de las superficies del. talón se muestran en las figuras 4 a- . El análisis elemental por EDS adjunto para el área muestreada (con las lecturas de cobre y aluminio del talón mismo que se elimina) mostró sólo carbono, oxigeno, y hierro en el peso (% en peso) y porcentajes atómicos (% At ) que se muestran en la tabla 1 para las áreas en los casilleros que se muestrean en las figuras 4' a 7. Las figuras 4 a 6 muestran las estructuras esferoides con diámetros en el rango de ~ 2-5 micrones, y todas las figuras muestran estructuras no esferoides, irregularmente formadas con longitudes en el rango de ~ 1-5 micrones.
Tabla 1 Datos de Análisis Elemental de la Estructura de Síntesis Las áreas muestreadas de los esferoides de las figuras 4 a 5C todas muestran esencialmente carbono y oxígeno con valores de hierro bajos similares. Con referencia específicamente a la figura 4, el haz EDAX® está dirigido a una gran área de una estructura esferoide gue tiene un diámetro de casi 5 pm. Con referencia específicamente ¦ a la figura 5A, el haz en punta EDAX® está dirigido a una chuleta sobre la superficie de un esferoide que tiene un diámetro entre 2 y 3 ym. Con referencia específicamente a la figura 5B, el haz en punta EDAX® está dirigido a una pequeña área de color blanco sobre la superficie del esferoide de la figura 5A, mostrando claramente esta imagen la naturaleza esferoide de la estructura y la presencia de imperfecciones de la superficie. Con referencia específicamente a la figura ¾Cf, . el haz en punta EDAX® está dirigido a una porción más ancha del esferoide de la figura 5A. Se cree que esta estructura contiene niveles de hierro internos significativamente más altos que aquéllos que se midieron por EDS, indicando la lectura ba a de hierro por EDS la penetración baja del haz EDAX® de la cubierta externa en la corteza del esferoide. Se cree que las estructuras esferoidales son nanocebollas de óxido de grafeno de múltiples capas, protegiendo las capas múltiples de óxido de grafeno al hierro interno de la detección por EDS.
La figura 6 muestra la estructura irregular de una de las características no esferoides observada en la superficie del talón. Se cree que la morfología de estas estructuras es papel de óxido de grafeno. Las áreas más brillantes de esta imagen indican mayores concentraciones de hierro. La cantidad de hierro en esta estructura, como se mide por EDS, es casi diez veces mayor que la que se mide en las estructuras esferoidales. Se cree que el haz electrónico es capaz de penetrar esté papel de óxido de grafeno delgado más de lo que es capaz de penetrar en los esferoides de múltiples capas, de modo que se reporta más hierro en esta muestra.
Las estructuras esferoidales observadas se determinaron como' muy estables, dado que el enfoque del haz EDAX® sobre la estructura durante más de 20 minutos no tuvo efecto observable sobre la estructura.
En algunas imágenes de SEM, se observó un 'área cuadrada de sombra sobre el vástago, indicando la excitación electrónica y una superficie no conductora, presumiblemente recubierta con una película de óxido de grafeno.
Prueba 2 En otro método de síntesis de SGANs, se calentó una mezcla de reacción utilizando una llama directa. El pigmento de polvo de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania), el azúcar en polvo y el alcohol gelificado, en la forma de una formulación esterilizadora de manos común que incluye agua, ácido poliacrílico, y - 60% del alcohol isopropílico, se colocaron en un recipiente de reacción y se mezclaron para formar una mezcla de reacción. La mezcla de reacción se calentó con la llama directa de una antorcha de propano, y un talón del SEM se mantuvo por encima de la mezcla de reacción caliente en el humo y/o el vapor producido por el calentamiento de la mezcla de reacción.
La superficie del talón del SEM se estudió utilizando un Philips® XL serie XL 30 ESEM-FEG ( FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos), que utiliza el software EDAX® Génesis™ versión 4.61 (AMATE ® Inc., Mahwah, New Jersey, Estados Unidos) y una plataforma de imágenes de escandio. Las imágenes del microscopio electrónico resultantes de las superficies del talón se muestran en las figuras 8 a 11. El análisis elemental por EDS adjunto para el área muestreada (con las lecturas de cobre y aluminio del talón mismo que se elimina) mostró sólo carbono (64, 40% en peso /79,37% At ) , oxigeno (16,95% en peso/ 15,68% At), y hierro (18,65% en peso/ 4,94% At) para el área muestreada de la figura 8. Las estructuras ' observadas sobre el talón del SEM fueron en general más pequeñas que las observadas a partir de la síntesis previa utilizando etanol antes que alcohol gelificado. Se observó que la cantidad de estructuras esferoides con relación a las estructuras en escamas fue mucho mayor que en la síntesis que utiliza etanol. La figura 10 muestra un área de concentración elevada de estructuras esferoides .
La figura 11 muestra un área mayor del talón del SEM a una ampliación inferior. La imagen muestra que una película muy delgada ha sido depositada continuamente sobre un área grande del talón del SEM. A los fines de la imagen, una cubierta de oro/paladio se depositó con vapor sobre la muestra. Sin embargo, se observó que la cubierta de oro/paladio fue mucho más espesa que la cubierta de vapor de óxido de grafeno, conduciendo al completo enmascaramiento de cualquier detalle de la cubierta de vapor de óxido de grafeno por parte de la cubierta, de oro/paladio. Además es significativo observar que la cubierta de oro/paladio muestra que la cubierta de vapor de óxido de grafeno estaba intacta sobre el talón entero.
Prueba 3 En- otro método de síntesis de SGA s, se calentó una mezcla de reacción utilizando una llama directa. El pigmento de polvo de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Cologne, Alemania), el carbón activado, el metanol, y el aceite mineral se colocaron en un recipiente de reacción y se mezclaron para formar una mezcla de reacción. La mezcla de reacción se calentó con la llama directa de una antorcha de propano, y un talón del SEM se mantuvo por encima de la mezcla de reacción caliente en el humo y/o el vapor formado del calentamiento de la mezcla de reacción.
La superficie del talón del SEM se estudió utilizando un Philips® XL serie XL 30 ESEM-FEG ( FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos), que utiliza el software EDAX® Génesis™ versión 4.61 (AMATE ® Inc., Mahwah, New Jersey, Estados Unidos) y una plataforma de imágenes de escandio. Las imágenes del microscopio electrónico resultantes de las superficies de las estructuras reveladas del talón similar en apariencia a las de los experimentos antes descriptos, incluyendo los esferoides en el rango de 5-15 ym de diámetro y las estructuras cristalinas irregulares más grandes tienen dimensiones de ancho mínimas en el rango de 10-50 ym. El análisis elemental por EDS adjunto para el área uestreada (con las lecturas de cobre y aluminio del talón mismo que se elimina) mostró además de carbono, oxigeno, y hierro, una cantidad de impurezas que incluyen calcio, cobre, sodio, silicio, y plomo, todas pueden formar cristales cúbicos de cara centrada (FCC).
Prueba 4 En otro método de síntesis de las nanopartículas , se calentó una mezcla de reacción utilizando una placa caliente a una temperatura inferior que en el método previamente descripto que utiliza una llama directa. El polvo de óxido de hierro, el azúcar en polvo, y el etanol se colocaron en un matraz de Büchner. La parte superior del matraz se tapó con tapón y la tubería plástica se conectó a la punta de la manguera. El otro extremo de la tubería de plástico se colocó bajo el agua en una probeta de agua destilada. La mezcla de reacción se calentó, originando la formación de vapor, la que se burbujeó a través del agua destilada. Después de la terminación de la reacción, el agua se dejó evaporar lentamente en la probeta, teniendo la superficie del agua una consistencia gelatinosa y con un residuo de color blanco depositado sobre las paredes de la probeta por encima de la superficie del agua a medida que el agua se evaporaba. Si bien el residuo de color blanco no se caracterizó, se cree que se está hecho de SGANs · Prueba 5 En otro método de síntesis de nanopartículas , azúcar en polvo ("azúcar en polvo orgánica 365" de Whole Foods Market, LP (Austin, Texas, Estados Unidos). Ingredientes: azúcar de caña de azúcar orgánica, almidón de tapioca orgánico), esterilizador de manos ("esterilizador de manos instantáneo" de Greenbrier International, Inc. ( Chesapeake, Virginia, Estados Unidos). Ingredientes: Alcohol 'etílico 62%, agua, trietanolamina , glicerina, propilenglicol , acetato de tocoferilo, gel Aloe Barbadensis, carbómero, fragancia), isopropanol ("99% de alcohol- isopropílico" de Meijer Distributing Inc. (Grand Rapids, Michigan, Estado Unidos)), polvo de hornear ("Polvo1 de hornear Dr. Oetker" de Dr. Oetker Canadá, Ltd. (Mississauga , Ontario, Canadá). Ingredientes: Pirofosfato de ácido de sodio, bicarbonato de sodio, almidón de maíz), y aceite mineral (Walgreens Mineral Oil Intestinal Lubricant" de Walgreen Co. (Deerfield, Illinois, Estados Unidos)) se combinaron en un matraz. El matraz se calentó con una llama directa para convertir el azúcar en carbono grafitico. La parte superior del matraz se tapó con un tapón y la tubería direccionó la corriente de gas de reacción que contiene las escalas de grafeno exfoliado de vapor para burbujear dentro del baño acuoso. Se adicionó aceite mineral al matraz según fue necesario para mantener el liquido en el matraz .
Se puso en contacto con la superficie del baño acuoso una espátula metálica para recolectar el producto de reacción que se había formado después de ser transportado por la corriente de vapor. Se observó una película visible sobre la espátula metálica después de que la espátula se dejó secar durante tod'a la noche. Si bien la espátula metálica se sumergió en el líquido en un ángulo, el producto de reacción se puede transferir alternativamente a una superficie sólida sumergiendo la superficie sólida paralela o perpendicular a la superficie líquida dependiendo de la superficie sólida y el recubrimiento de la superficie deseada. Alternativamente, la superficie sólida se puede extraer a través de la interfaz por debajo de la superficie líquida o drenando el líquido para depositar el producto sobre la superficie sólida en el líquido .
La superficie metálica recubierta se secó posteriormente contra una grilla TEM de carbono para transferir parte del recubrimiento de grafeno hacia la grilla TEM. Se observó el recubrimiento sobre la grilla TEM utilizando un Philips® TEM (FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos) número de serie D609, y se registraron las imágenes en las figuras 12 a 17. Estas estructuras son similares en composición y morfología a las estructuras a las que se hace referencia como carbono holey .o carbono lacey. La figura 12 muestra una morfología de la lámina de grafeno uniforme, bastante grande. La figura 13 muestra una morfología de la lámina de grafeno grande con un zarcillo que se extiende hacia la izquierda de la imagen. La figura 14 muestra láminas de grafeno de múltiples capas plegadas. Las figuras 16' y 17 muestran lineas delgadas de grafeno que se conectan a áreas más grandes de la lámina, mostrando la figura 15 una ampliación mayor de las múltiples capas de esta línea. Además de las imágenes en las figuras 12 a 17, las porciones de la grilla TEM aparecieron completamente negras debajo del TEM, porque ía capa depositada fue demasiada gruesa para que pase el haz electrónico. En otras áreas, la película no apareció completamente seca y se observó que el recubrimiento de grafeno cambia la forma bajo el haz electrónico.
Prueba 6 En un . método para formar láminas de grafeno, se calentaron carbón activado, agua, aceite mineral e isopropanol en un matraz de Büchern con tapa. Tan pronto como comenzó la mezcla a hervir y a reflujar, comenzó a generarse un humo de color blanco con el vapor. El humo blancuzco se transportó con el vapor fuera del matraz a través de la tubería plástica y se aplicó a la superficie de una pileta acuosa, donde una película opaca se formó sobre la superficie. Después de esperar varios minutos una vez que se había formado la película, las porciones de la película se transfirieron a las grillas TEM de cobre para un posterior estudio .
Las grillas TEM de cobre se estudiaron utilizando un Philips® Tecnai F20 (S)TEM ( FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos) . Las imágenes representativas de las muestras se muestran en las figuras 18 y 19. Para el análisis elemental, el haz EDAX® se utilizó para determinar las relaciones de carbono a oxígeno en ocho puntos diferentes en la muestra. El análisis resultante mostró que la relación carbono a oxígeno en las muestras fue entre 97,4:2,6% atómica a 99,1:0,9% atómica con un promedio de 98,4:1,6% atómica de las ocho muestras. En comparación con los experimentos con óxido de hierro en la mezcla de reacción, en ausencia de óxido de hierro el producto resultante fue casi carbono puro en la forma de grafeno.
Producción in si tu de cantidades efectivas tribológicamente de depósitos carbonáceos beneficioso en las composiciones lubricantes. ' Las versiones de la invención emplean aditivos que contienen carbono cíclico para lubricantes base que pirolizan rápidamente in si tu y producen cantidades efectivas tribológicamente de depósitos cabonáceos y moléculas beneficiosas dentro de un sistema a motor o mecánico. En una versión, las partículas grafiticas abrasivas beneficiosas de las formas aditivas in si tu en la composición de lubricación que sirven como agentes nanopulidores para superficies de fricción de nanopulido y remover asperezas antes de que el lubricante base comience a degradarse significativamente. Una vez que las superficies de fricción son nanopulidas hasta casi la perfección del nivel atómico, no hay más asperezas sobre las superficies de fricción hasta los depósitos dañinos portuarios. De este modo, la formación del depósito dañino sobre las partes del sistema interno y la necesidad de aditivos detergentes convencionales en las composiciones lubricantes se reducen drásticamente o incluso se eliminan.
Los aditivos que se divulgan en la presente no se seleccionan para mejorar o proteger el lubricante , base subyacente. En su lugar, los aditivos se seleccionan para promover la formación preferencial in situ rápida de hidrocarburos aromáticos policíclicos u otras formas de carbono grafitico que son nanoparticulas que contienen carbono grafitico útil tribológicamente o micropartículas en cantidades tribológicamente efectivas. En una versión, el aditivo incluye un aditivo que contiene un anillo de carbono que consiste de átomos de carbono, hidrógeno, y oxígeno únicamente. En una versión, el aditivo que contiene el anillo de carbono es un hidrocarburo. Todos los radicales en la composición lubricante colaboran preferentemente en la formación de las partículas de carbono grafiticas útiles. En una versión, las nanopartículas actúan como agentes nanopulidores para las superficies de fricción de nanopulido hasta una suavidad alta mediante la reducción o eliminación de asperezas, reduciendo de este modo la fricción entre las superficies desgastadas. En el tiempo, los lubricantes base convencionales tienden a perder viscosidad, poniendo a las superficies de fricción en riesgo' de daño. Con el uso de las versiones de la presente invención, las superficies de fricción se tornan incesantemente nanopulidas, de modo que la disminución del lubricante base a través del uso continuo permite realmente que el sistema mecánico funcione en forma más eficiente a través de la reducción en la viscosidad del lubricante base. En una versión, el lubricante base comienza como un aceite de peso más pesado y progresivamente disminuye hasta una aceite de peso más liviano en el tiempo a medida que las superficies de fricción se tornan nanopulidas. En una versión, la composición lubricante lubrica efectivamente a pesar del drenaje extenso o los intervalos de reemplazo en comparación con los lubricantes base convencionales.
En lugar de promover la degradación en el tiempo para formar los compuestos que se convierten en sedimento de carbono amorfo, al menos uno de los aditivos promueve preferentemente la formación de una o más formas de carbono grafitico útil tribológicamente que se describen en la presente.
Las composiciones lubricantes de la presente invención incluyen preferentemente un aditivo seleccionado para ser útil como fuente de carbono de sacrificio para la formación in sí tu de carbono grafitico, mientras que el lubricante base continúa lubricando un motor en funcionamiento u otro sistema mecánico. El lubricante base puede ser un aceite refinado en petróleo o un aceite sintético, grasa o liquido. El aditivo puede ser pirolizado para formar un carbono grafitico en las condiciones del motor en funcionamiento u otro sistema mecánico. En una versión, el aditivo puede ser pirolizado a una temperatura entre ~ 50°C y - 550 °C. En una versión, el aditivo puede ser pirolizado a una temperatura inferior, a ~ 50°C o a una temperatura mayor que ~ 550 °C. En un motor en funcionamiento, estas condiciones pueden alcanzarse en forma local en superficies de fricción o sobre un motor interno, turbo, turbina o superficies de engranaje.
El aditivo se proporciona en una cantidad tribológicamente efectiva de modo que las estructuras in 'sifcu se forman y están presente en la composición lubricante para proporcionar inicialmente un recubrimiento tribológico lo suficientemente eficaz sobre las superficies de fricción de un sistema lubricado. La cantidad de aditivo a ser adicionado al lubricante puede variar de acuerdo con la proporción deseada de cambio de rendimiento del motor en funcionamiento u otro sistema mecánico, y la cantidad de lubricante base que va a quedar sin diluir. La adición de una cantidad mayor de aditivo aumenta la proporción de formación de las estructuras in sítu pero además diluirá el lubricante base. Una cantidad eficaz de aditivo, por lo tanto, puede comprender desde ~ 10 mg por litro de lubricante base hasta ~ 500 g por litro de lubricante base. Estas cantidades no intentan limitar la invención de manera alguna y pueden determinarse sobre una base de caso por caso mediante el formulador.
En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 1% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 2% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 3% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 4% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 5% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la fricción en el sistema lubricado en al menos 10% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona.
En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo disminuye la potencia negativa en el sistema lubricado con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 1% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 2% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 5% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 10% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 20% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta la potencia medida en el sistema lubricado en al menos 50% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona.
En una versión, una cantidad tribologicamente efectiva de aditivo aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado con relación a la lubricación por el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado en al menos 1% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado en al menos 2% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado en al menos 5% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad tribológicamente efectiva de aditivo aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado en al menos 10% con relación a la lubricación mediante el lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva aumenta el rendimiento par en el sistema lubricado en al menos 20% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva aumenta el rendimiento . par en el sistema lubricado en al menos 50% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona.
En una versión, una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 5% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, , una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 10% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 20% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una -versión, · una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 50% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona. En una versión, una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 75% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona.
En una versión, una cantidad de aditivo tribológicamente efectiva disminuye la rugosidad superficial de una superficie de fricción interna en el sistema lubricado en al menos 90% en relación con la lubricación del lubricante convencional al cual se adiciona.
En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 100 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 80 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 60 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro dé 40 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 20 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 10 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 5 horas de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 2 horas de funcionamiento' del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de una hora de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribológicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 30 minutos de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 10 minutos de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre dentro de 5 minutos de funcionamiento del sistema lubricado después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva. En una versión, el cambio mensurable en la fricción, la reducción en la potencia negativa o la reducción en la rugosidad superficial ocurre instantáneamente después de agregar la cantidad de aditivo tribologicamente efectiva.
Las composiciones de lubricación que incluyen al menos un aditivo, según se describió, mejoran el rendimiento del motor y las superficies metálicas lubricadas nanopulidas. Al menos uno de los aditivos es químicamente modificado in situ para formar las partículas de lubricación y nanopulido que se han observado en superficies metálicas lubricadas tanto mediante microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET, por sus siglas en inglés). Las estructuras esferoides . observadas en superficies sin fricción generalmente se encuentran en el rango de tamaño de 1-10 micrones y están compuestas principalmente de carbono, oxígeno y hierro. Estas estructuras de micropartículas se separan en una partícula básica no más grande de ~3 nm en dimensión y lo suficientemente rígida para realizar el nanopulido en superficies metálicas y alcanzar la rugosidad superficial medida (Ra) de 3,44 nm.
En una versión, esta partícula básica ha sido determinada analíticamente como SGAN y, más específicamente, SGAN metálica. En algunas versiones, la SGAN metálica es una SGAN¦ férrica. El núcleo de la SGAN puede ser una estructura cristalina cúbica compacta con un metal cúbico de cara centrada. El cristal cúbico compacto puede ser de un óxido metálico de la familia de las espinelas., que puede incluir a título meramente enunciativo, magnetita (Fe304), espinela (MgA1204), gahnita (ZnA1204), hercinita (FeA1204), cuproespinela (CuFe204), franklinita, galaxita, jacobsita (MnFe204), trevorita (NiFe204), ulvoespinela (TiFe204), ferrita de cinc, cromita ( FeCr204 ) y magnesio-cromita (MgCr204) En otras versiones, el núcleo puede ser una estructura cristalina cúbica no espinela.
La estructura cristalina cúbica puede incluir al menos un átomo de hierro. En algunas versiones, el núcleo cristalino puede ser hidróxido férrico en forma espinela (Belleville et al., Crystallization of ferric hydroxide into spinel by absorption on colloidal magnetite" [Cristalización de hidróxido férrico en espinela mediante la absorción en magnetita coloidal] , Journal of Colloid and Interface Science, Vol . 150, pp. 453-460, 1992). En una versión, el núcleo cristalino puede ser FexCul-xRh2Se4 , donde 0 < x = 0,3, en forma espinela (Kim et al., "Magnetic properties of the spinel phase for FexCul-xRh2Se4 " [Propiedades magnéticas de la fase espinela para FexCul-xRh2Se4 ] , J. Appl . Ph.ys . , Vol. 64, 342190, 1988).
En una versión, el núcleo cristalino se forma in situ. En una versión, el aditivo incluye un núcleo cristalino. En algunas versiones, el núcleo cristalino se puede formar mediante' uno o más mecanismos descriptos por Dekker ("Chapter 5: Deoxidation in Low Carbón Steel Killed with Aluminum" [Capitulo 5: Desoxidación en acero con bajo contenido de carbono calmado con aluminio] en Ph.D. Thesis, atholieke Universiteit Leuven, Leuven, pp 43-65, Bélgica, 2002), :Botta efc al. ("Mechanochemical synthesis of hercynite" [Síntesis mecano-química de la hercinita] , Materials Chemistry and Physics, Vol. 76, pp . 104-109), o Chen efc al. ("Synthesis of hercynite by reaction sintering" [Síntesis de hercinita mediante sinterización reactiva] , Journal of the European Ceramic Society, Vol. 31, pp. 259-263, 2011).
En una versión, se cree que la cubierta de la SGAN es una estructura de carbono fullereno o tipo fullereno. En algunas versiones, se cree que la fuente de carbono se convierte a HAP in sí tu según fue divulgado por Bohme ("PAH and Fullerene Ions and Ion/Molecule Reactions in Interstellar and Circumstellar Chemistry" [HAP e iones de fullereno y reacciones de iones/moléculas en química interestelar y circunestelar] , Che . Rev.r Vol. 92, pp. 1487-1508, 1992), Mansurov ("Formation of Soot from Polycyclic Aromatic Hydrocarbons as well as Fullerenes and Carbón Nanotubes in the Combustión of Hydrocarbon" [Formación de hollín de hidrocarburos aromáticos policíclicos así como también fullerenos y nanotubos de carbono en la combustión de hidrocarburos], Journal of Engíneering Physics and Thermodynamics, Vol. 84, pp. 125-159, 2011), o Ravindra efc al. ( "Atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons: Source attribution, emission factors and regulation" [Hidrocarburos aromáticos policíclicos atmosféricos: atribución de fuente, factores de emisión y regulación] , Atmospheric Envíronment, Vol. 42, pp. 2895-2921, 2008) para formar láminas de grafeno, donde el grafeno luego se convierte en un fullereno en presencia del hierro mediante un mecanismo como el divulgado por Chuvilin et al. ("Direct transformation of graphene to fullerene" [Transformación directa del grafeno en fullereno] , Nature Chemistry, Vol . 2, pp. 450-453, 2010). En una versión, se cree que los depósitos de carbono en la superficie de una partícula de hierro se encuentran en forma de coque como el divulgado por Meima efc al. ("Catalyst deactivation phenomena in styrene production" [Fenómeno de desactivación del catalizador en la producción de estireno] , Applied Catalysis A: General, Vol. 212, pp. 239-245, 2001). En una versión, se cree que la SGAN esta grafitizada superficialmente.
En una versión, el carbono puede estar depositado en la superficie de una partícula de hierro en forma de esfera de estireno reticulado, como el proceso- de alquilación, reacción y polimerización de Friedel-Crafts descripto en Barar et al. ( "Freidel-Crafts Cross-Linking for Polystyrene Modi fication" [Reacción de Freidel-Crafts para la modificación del poliestireno] , Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. , Vol. 22,, pp . 161-166, 1983).
En las SGANs observadas, se espera que al menos parte del hierro medido esté en forma de magnetita, lo que haría que las SGANs fueran ferrimagnéticas . En otras versiones, la SGAN o las esferas de estireno reticulado pueden incluir una o más partículas ferromagnéticas , paramagnéticas o superparamegnéticas . En una versión, se cree que las SGANs se forman in situ, se aglomeran y se revisten con carbono grafitico en la forma de uno o cualquier combinación de hidrocarburos aromáticos policiclicos (HAP), grafeno, óxido de grafeno (OG) , microtúbulo y fullereno para formar microparticulas más grandes. Bajo cizallamiento, se cree que estos aglomerados se descomponen en unidades más pequeñas o capas superficiales derramadas pero se vuelven a aglomerar una vez que se retiran del entorno de alto cizallamiento.
La naturaleza magnética de las SGANs o esferas de estireno reticulado con contenido de hierro hace que se atraigan entre si con el carbono grafitico y con las superficies con contenido de hierro y partículas con contenido de hierro suspendidas en la composición lubricante. Cuando una SGAN férrica o un agregado mayor se acerca a una superficie de fricción de acero, la partícula se vería atraída a la superficie y serviría para ayudar en la lubricación y para el micropulido de la superficie de fricción. El núcleo que apoya la cubierta de la SGAN brindaría la fuerza requerida para pulir las partes de acero.
Las SGAN reveladas son nanopulidoras superiores para nanodiamantes . Dado que no se cree que el núcleo de SGAN esté químicamente enlazado a su cubierta, la cubierta puede girar independientemente del núcleo, para actuar como rodamiento de nanoesfera. Además, la cubierta no enlazada de la SGAN sería menos rígida que el nanodiamante y, por lo tanto, más capaz de difundir fuerzas de impacto.
En una versión, en vez de los núcleos cristalinos con contenido de metal descriptos anteriormente, la SGAN pueden tener un núcleo aromático que contiene un anillo de carbono. En una versión, el núcleo aromático que contiene un anillo de carbono puede ser un núcleo con estireno o derivados del estireno. En una versión, el núcleo aromático que contiene un anillo de carbono puede formarse in sítu en la composición lubricante mediante el automontaje de moléculas anfifílicas aromáticas que contienen un anillo de carbono. En una versión, las moléculas aromáticas anfifílicas que contiene un anillo de carbono pueden ser- moléculas anfifílicas con estireno o derivados del estireno. En una versión, el núcleo automontado puede contener grupos reactivos que permitan a las moléculas entrecruzarse químicamente entre sí una vez que estén automontadas . En una versión, una cubierta de fullereno puede formarse alrededor del núcleo automontado para formar una nanopartícula similar a las SGANs antes descriptas para formar un agente de nanopulido.
Además de los aditivos probados, se pueden usar muchas otras clases de aditivos en composiciones lubricantes para alcanzar resultados similares. El aditivo preferentemente tiene una estructura con al menos un anillo cíclico, que puede ser aromático o no aromático, y al menos un grupo funcional que se extienda desde el anillo o desde una cadena que se extienda desde el anillo. En una versión, la estructura incluye anillos fusionados. El aditivo preferentemente tiene una estructura que incluya al menos un átomo de oxígeno además de carbono e hidrógeno. En una versión, puede haber otros heteroátomos presentes en la estructura química, aunque pueden no ser requeridos para alcanzar los resultados deseados y pueden ser desaprobados.
En una versión, el aditivo se disuelve en la composición lubricante. En una versión, el aditivo es un líquido que es miscible con el lubricante. En una versión, el aditivo incluye una partícula. Dado que los filtros de aceite de motores convencionales están diseñados para filtrar prácticamente todas las partículas mayores de -40· µ?t?, aproximadamente la mitad de las partículas -20 yon y aproximadamente 10-20% de las partículas -10 pm, los aditivos particulados que se añaden al aceite del motor preferentemente tienen un tamaño de partícula promedio .menor de -10 µp? para evitar la obstrucción de un filtro de aceite. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de -10 µ??. En una versión, los aditivos particulados tienen un tamaño de partícula promedio de menos de ~5 pm. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de -5 pm. En una versión, los aditivos particulados tienen un tamaño de partícula promedio de menos de ~1 pm. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de ~1 pm.
En una versión, el aditivo contiene azúcar en polvo (sacarosa). El azúcar en polvo se encuentra comercialmente disponible en una variedad de refinamientos y comúnmente se utiliza para hornear. El azúcar en polvo 6X tiene un tamaño de partícula promedio de menos de -200 pm. El azúcar en polvo 10X tiene un tamaño de partícula promedio de menos de -150 pm. El azúcar fondant es azúcar en polvo con un tamaño de partícula promedio de menos de -50 pm. El azúcar fondant comercialmente disponible incluye "Celebration" (British Sugar, Peterborough, Reino Unido, Gran Bretaña), una azúcar superfina con un tamaño de partícula promedio de -11 pm, "Silk Sugar" (British Sugar, Peterborough, Reino Unido, Gran Bretaña), una azúcar ultrafina con un tamaño de partícula promedio de -8 pm y C&H Baker' s Drivert (C&H Sugar Company, Inc., Crockett, California, Estados Unidos) con un tamaño de partícula promedio de -5 - 7 pm.
En una versión, los aditivos particulados tienen un tamaño de partícula promedio de menos de -5 pm. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de ~5 ym. En una versión, los aditivos particulados tienen un tamaño de partícula promedio de menos de ~1 pm. En una versión, prácticamente todas, las partículas tienen un tamaño menor de ~1 µp?. En una versión, el azúcar en polvo se forma en el tamaño de partícula predeterminado mediante el molido de sacarosa cristalina en un ambiente seco. En una versión, el azúcar en polvo se muele usando una técnica de micro-molienda seca de cristales a tamaños de partículas micrón o sub-micrón. En una versión, el azúcar en polvo se forma en el tamaño de partícula predeterminada mediante técnicas de evaporación como la evaporación de solventes a partir de microgotas de una solución de azúcar disuelta o liofilización (deshidratación por congelación) de una solución de azúcar disuelta.
En una versión, el azúcar, preferentemente sacarosa en micro o nanopolvo, se agrega a un fluido lubricante convencional para servir como la fuente de carbono para la formación in situ del carbono grafitico mientras que la composición lubricante lubrica un motor en funcionamiento. En una versión, se agrega solamente azúcar al lubricante base convencional. En una versión, el azúcar y Marvel Mystery Oil (fórmula original, Turtle Wax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos, hidrocarburo nafténico y fuente de terpeno) se adicionan al lubricante base convencional. En una versión, se agrega azúcar y aceite mineral al lubricante base convencional. En una versión, se combina el azúcar con un surfactante de aceite para compatibilizar el azúcar antes de la adición al lubricante base (véase Hiteshkumar et al., "Self-assembly in sugar-oil complex glasses" [Automonta e en vidrios complejos azúcar-aceite], Nature Materials, 6, pp. 287-290, 2007). En una versión, la compatibili zación del azúcar evita que el azúcar obstruya el filtro en un sistema lubricado como gel o sólido. En una versión, el surfactante de aceite es un terpeno. En una versión, el terpeno es limoneno. En una versión, el surfactante de azúcar y aceite están combinados en una relación de menos de 1:1. En una versión, la mezcla del surfactante azúcar-aceite está en estado liquido en el momento de su adición al fluido lubricante. En una versión, el azúcar es azúcar anfifilica.
En una versión, el aditivo está compuesto por una piranosa, una furanosa, un carbómero cíclico, o un bencenoide (véase Katritzky et al., "Aqueous High-Temperature Chemistry of Carbo- and Heterocycles . 20.1 Reactions of some Benzenoid Hydrocarbons and Oxygen-Containing Derivatives in Supercritical Water at 460 °C" [Química Acuosa de Alta Temperatura de Carbo y heterociclos . 20.1 Reacciones de algunos hidrocarburos de bencenoide y derivados con oxígeno en agua supercrítica a 460 °C] , Energy & Fuels, Vol . 8, pp. 487-497, 1994), incluyendo, a título meramente enunciativo, bencenoides con contenido de oxígeno.
En una versión, el aditivo contiene azúcar diferente a la sacarosa. En una versión, el azúcar incluye una melaza o sustitutos de la melaza, que pueden incluir, a título meramente enunciativo, sorgo dulce, remolacha azucarera, melaza de granada, melaza de moreras, melaza de viña, melaza de dátiles, melaza de uva, licor de melaza, melaza negra, miel de abeja, jarabe de arce o jarabe de maíz, incluyendo, a título meramente enunciativo, jarabe de ' maíz de alto contenido de fructosa. En algunas versiones, el azúcar incluye azúcar invertido, que puede incluir, a título meramente enunciativo, jarabe de azúcar invertido.
En una versión, el azúcar incluye azúcar deoxi, que puede incluir, a título meramente enunciativo, deoxirribosa, fucosa o ramnosa.
En una versión, el azúcar incluye azúcar un monosacárido , que puede incluir, a título meramente enunciativo, glucosa, fructosa, galactosa, xilosa o ribosa.
En una versión, el azúcar incluye azúcar un disacárido, que puede incluir, a título meramente enunciativo, sacarosa, lactulosa, lactosa, maltosa, trehalosa, celobiosa o soforosa.
En una versión, el azúcar incluye azúcar un polisacárido, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, almidón, glicógeno, arabinoxilano, celulosa, chitina o pectina.
En una versión, el aditivo está compuesto por alcohol del azúcar, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, eritritol, treitol, arabitol, xilitol, ribitol, manitol, sorbitol, dulcitol, iditol, isomaltosa, maltitol o lactitol.
En una versión, el aditivo está compuesto por un sustituto del , azúcar, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, estevia, aspartamo, sucralosa, neotamo, acesulfamo de potasio o sacarina.
En una versión, el aditivo está compuesto por un derivado del azúcar, que puede incluir, a título meramente enunciativo, soforitol, un glicósido fenólico, un glicósido de esteviol, saponina, un glicósido, un glucósido o amigdalina .
En una versión, el aditivo está compuesto por una ciclometicona , que puede incluir, a título meramente enunciativo, fenil trimeticona o ciclopentasiloxano.
En una versión, el aditivo está compuesto por un esteroide, que puede incluir, a título meramente enunciativo, sapogenina o diosgenina.
En una versión^ el aditivo está compuesto por un cinamato, que puede incluir, a título meramente enunciativo, metil o etil cinamato. En una versión, el aditivo incluye ácido cinámico. En una versión, el aditivo incluye aceite de canela.
En una versión, el aditivo está compuesto por un fenilfopanoide, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, ácido cinámico, ácido cumárico, ácido cafeico, ácido ferúlico, ácido 5-hidroxi ferúlico, ácido sinápico, cinamaldehido, umbeliferona, resveratrol, un monolignol, que puede . incluir, a titulo meramente enunciativo, alcohol coniferilico, alcohol cumarilico o alcohol sinapilico, o un fenilpropeno, que puede incluir, a título meramente enunciativo, engenol, cavicol, safrol o estragol.
En una versión, el aditivo está compuesto por un benzoato, que puede incluir, a título meramente enunciativo, benzoato férrico, benzoato de bencilo, etil benzoato, metil benzoato, fenil benzoato, ciclohexanol benzoato, 2-fenil-benzoato, pentaeritritol tetra-benzoato, benzoato sódico o potásico. En una versión, el aditivo incluye ácido benzoico. En algunas versiones, el aditivo incluye ácido aminobenzoico. En una versión, el aditivo está compuesto por 2-hidroximetil ácido benzoico metil éster. En una versión, el aditivo incluye una ubiquinona.
En una versión, el aditivo está compuesto por un carboxilato, incluyendo, a título meramente enunciativo, trimetil cís, cis-1 , 3, 5-ciclohexanetricarboxilato .
En una versión, el aditivo está compuesto por un benzopireno, que puede incluir, a título meramente enunciativo, cromeno, isocromeno o benzopireno sustituido.
En una versión, el aditivo está compuesto por una flavona o isoflavona natural o sintética, que puede incluir, a título meramente enunciativo, flavan-3-ol o favanona.
En una versión, el aditivo está compuesto po un salicilato, que puede incluir, a título meramente enunciativo, salicilato férrico, metil, etil, butil, cinamil, ciclohexil, etilhexil, heptil, isoamil, octil, bencil, fenil salicilato, p-cresol, o-cresol, m-cresolf o salicilato sódico. E ' una versión, el aditivo incluye ácido salicílico. En una versión, el aditivo incluye ácido aminosalicilico.
En una versión, el aditivo incluye un antioxidante. En una versión, el antioxidante es un antioxidante cíclico'. En una versión, el antioxidante es un antioxidante fenólico, que puede incluir, a título meramente enunciativo, 2 , 6-di-terti-butilfenol, 2-tert-butil-4 , 6-dimetilfenol , 2, 6-di-tert-butil-4-etilfenol, 2, 6-di-tert-butil-4-n-butilfenol, 2, 6-di-tert-butil-4-l-butilfenol, 2, 6-di-ciclopentil-4-metilfenol, 2-( -metilciclohexil)-4,6-dimethilfenol, 2, 6-di-octadecil-methilfenol, 2 , , 6-tri-ciclohexilfenol , 2 , 6-di-tert-butil-4 -methoximetil fenol , 2 , 6-di-tert-butil-4 -metoxi fenol , 2,5-di- tert-butil-hidroquinona, 2, 5-di-tert-amil-hidroquinona, 2,6-difenil-4-octadeciloxifenol, 2,2' -metileno-bis- ( 6-tert-butil-4-metilfenol ) , 2,2' -metileno-bis- ( 6-tert-butil-4-etil fenol ) , 2,2' -metileno-bis- [ 4 -metí1-6- ( a-metilciclohexil ) -fenol ] , 2 , 2 ' -metileno-bis- ( 4 -metil-6-ciclohexil fenol ) , 2 , 2 ' -metileno-bis- ( 6-nonil-4-metil fenol ) , 2,2' -metileno-bis- [ 6- ( carnetilbenzil )-4-nonilfenol], 2,2' -metileno-bis- [ 6- (a, a-dimetilbenzil ) -4-nonilfenol] , 2,2' -metileno-bis- ( 4 , 6-di-tert-butil fenol ) , 2,2' -etilideno-bis- ( 4 , 6-di-tert-butil fenol ) , 2, 2 ' -etilideno-bis- ( 6-tert-butil-4 -isobutil fenol ) , 4,4'-metileno-bis- ( 2, 6-di-tert-butil fenol ) , 4,4' -metileno-bis- ( 6-tert-butil-2-metil fenol ) , 1, 1-bis- ( 5-tert-butil-4 -hidroxi-2-metilfenil ) -butano, 2, 6-di- ( 3-tert-butil-5-metil-2-hidroxibenzil ) -4-metilfenol, l,l,3-tris-( 5-tert-butil-4 -hidroxi-2-metilfenil ) -butano, y cualquier antioxidante fenólico natural de origen vegetal, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, ácido ascórbico, un tocoferol, un tocotrienol, ácido rosemarínico y otros ácidos fenólicos y flavanoides, como los que se hallan, por ejemplo, en las uvas, bayas, olivas, soja, hojas de té, romero, albahaca, orégano, canela, comino y cúrcuma.
En una versión, el aditivo está compuesto por . 4-vinilfenol, antocianidina o cromenilium.
En una versión, el aditivo está compuesto por un aminoácido, que puede incluir, a título meramente enunciativo, fenilalalina, triptófano o tirosina.
En una versión, el aditivo está compuesto por un derivado del ciclohexano, que puede incluir, a título meramente enunciativo, 1 , 3-ciclohexadieno o 1,4-ciclohexadieno .
En una versión, el aditivo está compuesto por un derivado del benceno que puede incluir, a título meramente enunciativo, un polifenol, benzaldehído, benzotria zol , benzil 1-naftilo carbonato, benceno, etil benceno, tolueno, estireno, benzonitrilo, fenol, anhídrido itálico, ácido itálico, ácido tereftálico, ácido p-toluico, ácido benzoico, ácido aminobenzoico, cloruro de bencilo, isoindolo, etil ftalil etil glicolato, N-fenil benzamina, metoxibenzoquinona, benzilacetona, benzilideneacetona, hexil cinamaldehído, 4-amino-2-hidroxitolueno, 3-aminofenol o vainillina.
En una versión, el aditivo derivado del benceno está compuesto por bencenediol, que puede incluir, 1,2-dihidroxibenceno (catecol), 1 , 3-dihidroxibenceno (resorcinol) o 1 , 4-dehidroxibenceno (hidroquinona).
En una versión, el aditivo está compuesto por un naftoato, incluyendo a título meramente enunciativo, met.il 2-metoxi-l-naftoato o metil 3-metoxi-2-naftoató. ; En una versión, el aditivo está compuesto por un acrilato, incluyendo a título meramente enunciativo, benzil 2-propilacrilato o 2-naftil metacrilato.
En una versión, el aditivo está compuesto por un ftalato, incluyendo a título meramente enunciativo, ftalato de dialilo.
En una versión, el aditivo está compuesto por un sucinato, incluyendo a título meramente enunciativo, bis (2-carboxifenil ) sucinato.
En' una versión, . el aditivo está compuesto por un carpato, incluyendo a título meramente enunciativo, metil 0-metilpodocarpato .
En una versión, el aditivo está compuesto por un fluoróforo, que 'puede incluir, a título meramente enunciativo, isotiocianato de fluoresceína , rodamina, ftalcocianina o ftalcocianina de cobre.
En una versión, el aditivo está compuesto por un farmacéutico, que puede incluir, a título meramente enunciativo, ácido acetilsalicílico, acetaminofeno, ibuprofeno o benzodiazepina.
En una versión, el aditivo está compuesto por un fosfato, que puede incluir, a título meramente enunciativo, un fosfato cresildifenilo, un fosfato dicresilo, un fosfato triortocresilo, un fosfato tricresilo, un fosfato paracresilo, un fosfato ortocresilo o un fosfato metacresilo.
En una versión, el aditivo está integrado por un compuesto que degrada a uno o más de los aditivos antes mencionados bajo el calor de las condiciones de funcionamiento del motor o del sistema mecánico, tal como ciertos terpenos o ciertos ésteres ciclos naturales aromáticos o no aromáticos, acetonas o aldehidos, que pueden incluir, a titulo meramente enunciativo, metil, salicilato (aceite de gaulteria), hoja de canela/aceite de clavo (cinamaldehido), limoneno (dipenteno), pineno y camfeno .
En una versión, el aditivo está compuesto por una composición lubricante comestible personal/sexual comercial que incluye un azúcar o anfifilico sustituto del azúcar.
En una versión, el aditivo está compuesto por una fórmula de pantalla solar- para rayos ultravioletas comercial, que puede incluir octil metoxicinamato ( oxctinoxato ) , butil-metoxidibenzoylmetano (B-MDM, Avobenzona ) , ácido octil-dimetil-para-aminobenzoico (OD-PABA), octocrileno, oxibenzona, alkil benzoato, dietilhexil 2, 6-naftalato, fenoxi-etanol , homosalato, etilhexil triazona, 4-metil-benzilideno alcanfor (4-MBC) o un polisorbato.
En una versión, el aditivo está compuesto por una fórmula comercial de crema para la piel, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, carbómero, palmitato de ascorbilo, acetato de tocoferilo, ketoconazol o aceite mineral.
En una versión, el aditivo está compuesto por una fórmula comercial de desinfectante para manos, que puede incluir carbómero, acetato de tocoferilo o propilenglicol .
En una versión, el aditivo está compuesto por un producto comercial del cuidado del cabello de humanos o animales, que puede incluir, benzofenona, alkil benzoato, fenoxietanol , oleato de sorbitano, un copolimero estireno, propilenglicol, hidroxiisohexil-3-ciclohexeno carboxaldehído, butilhidroxitolueno, ketaconazol , vaselina, aceite mineral o parafina liquida.
En una versión, el producto comercial de cuidado del cabello es una solución de activación o relajación de rulos, que puede incluir carbómero, hexil cinamal, salicilato bencílico, salicilato de trolamina, benzoato de bencilo, limoneno, eugenol, 1 , 3-Bis ( hidroximetil ) -5 , 5-dimeti-limidazolidina-2, 4-diona ( DMDM Hidantoína), ácido para-aminobenzoico (PABA), 2-etilhexil 4-dimetilaminobenzoato (Padimate O), butilfenil metilpropional, propilparaben, fenolsul fonftaleína (PSP, fenol rojo) o un polisorbato.
En una versión, el aditivo está compuesto por una fórmula comercial de tintura para el cabello, que puede incluir óxido de hierro hidratado (Fe(OH)3), para-fenilenediamina, orto-, meta-, o para-aminofenol , 4-amino-2- hidroxitolueno, tridecet-2 carboxamida MEA, fenil metil pirazolona, fenoxietanol, un polyquaternium, hexil cinamal, butilfenil metilpropional , fenolsulfonftaleina (PSP, fenol rojo), hidroxiisohexil 3-ciclohexeno carboxaldehído, dióxido de titanio u óxido de hierro.
En una versión, el aditivo está compuesto por un pesticida comercial, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, orto-fenil fenol (OPP), fenilhidroquinona (PHQ) o fenilbenzoquinona (PBQ).
En una versión, el aditivo está integrado por un compuesto con estructura bi-dimensional , que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, lignina, grafeno y óxido de grafeno.
En una versión, el aditivo está compuesto por una fórmula de carbono, que puede incluir, a título meramente enunciativo, turba, lignito, carbón bituminoso, carbón pulverizado, nanocarbón, carbón-vapor, hulla grasa, antracita, carbón, negro de humo, carbón activado, licor negro, grafito, grafeno, óxido de grafeno o azúcar carbonizada. En una versión, la fórmula de carbón sirve como agente de transferencia de calor en la composición lubricante .
En una versión, la fórmula de carbón está compuesta por nanopolvo. En una versión, la fórmula de carbono aumentó el área de la superficie. En una versión, la fórmula de carbono está compuesta por carbón nanoactivado . El carbón nanoactivado puede contener partículas de carbón activado que ha sido molido de carbón activado convencional en tamaño de nanopartículas . El carbón activado puede ser molido utilizando cualquier método convencional para produci partículas de tamaño nanométrico. En una versión, el carbón activado se muele usando una técnica de micro-molienda seca o húmeda de molienda de sólidos a partículas del tamaño de un micrón o sub-micrón. En una versión, el carbón nanoactivado tienen un tamaño de partícula promedio de menos de -100 nm. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de -100 nm. En una versión, el carbón nanoactivado tienen un tamaño de partícula promedio de menos de -50 nm. En una versión, prácticamente todas las partículas tienen un tamaño menor de -50 nm.
En una versión, .la fórmula de carbón está compuesta por carbono grafitico. En una versión, el carbono grafitico está compuesto por al menos un HAP, que puede incluir, a título meramente enunciativo, naftaleno, acenaftileno, acenafteno, flúor, fenantreno, antraceno, fluoranteno, píreno, benzo [a] antraceno, criseno, benzo [b] fluoranteno, bezo [ k] fluoranteno, benzo [ ] fluoranteno, benzo [a] pireno, benzo [ e] píreno, debenz [ a , h] antraceno , benzo [g, h, i ] perí leño, indeno [ 1 , 2 , 3-c, d] pireno, tetraceno, croneno, coranuleno, pentaceno, trifenileno y ovaleno.
En una versión, la fórmula de carbono está compuesta por un biocarbono o biocarbón producto de un proceso de carbonización hidrotérmica .
En una versión, el aditivo provee los mismos beneficios provistos por el fosfato de tricresilo (TCP) al sistema lubricante. "El TCP es considerado carcinógeno y un factor en el síndrome aerotóxico y su uso se está discontinuando en muchos sistemas lubricantes.
En algunas versiones, el aditivo está compuesto por una forma "sucia" o mal refinada de aceite mineral con altos niveles de contaminación HAP. El aceite mineral blanco producido industrialmente incluye niveles muy bajos de HAPs, que debe ser esencialmente removido totalmente para vender el aceite mineral como USP" o "grado alimenticio". En una versión, los aceites minerales de desecho separado de estos procesos (con las concentraciones más altas de HAPs) se, usan sin procesar y directamente como aditivos o en combinación con otros aditivos. El componente de aceite mineral blanco en este producto de desecho sirve como agente humectante en la composición lubricante y los HAPs sirven con agentes de transferencia del calor y fuente de carbono grafitico en la formación de SGANs y aglomerados de microesferas con SGAN.
En una versión, el aditivo incluye un compatibilizador. Un compatibilizador, según se utiliza en este documento, se refiere a un compuesto que ayuda en la dispersión de una fuente de carbono en una composición lubricante. En algunas versiones, el compatibilizador es un anfifilico. En algunas versiones,- el compatibilizador contiene un surfactante. En algunas versiones, el compatibilizador contiene un lípido. En algunas versiones, el compatibilizador contiene un polímero. En algunas versiones, el compatibilizador también sirve como fuente de carbono.
En algunas versiones, el compatibilizador contiene un anfifilico de azúcar. Un anfifilico de azúcar o anfifilico tipo azúcar puede ser cualquier molécula con una porción de azúcar hidrofílica y una porción hidrofóbica, incluyendo, a título meramente enunciativo, aquellos descriptos por Fenimore ( "Interfacial ' Self-assembly of Sugar-based Amphiphiles: Solid- and Liquid-core Capsules" [Automontaj e interfacial de anfifílicos con base de azúcar: cápsulas con núcleo sólido y líquido], University of Cincinnati Ph.D. tesis con fecha de octubre 16, 2009), Jadhav et al. ("Sugar-Derived Phase-Selective Molecular Gelators as Model Solidifiers for Oil Spills", [Gelantes moleculares de fase selectiva derivados del azúcar] Angew. Chem. Int. Ed.r Vol . 49, pp. 7695-7698, 2010), Jung et al. ( "Sel f-Assembling Structures of Long-Chain Sugar-Based Amphiphiles Influenced by the Introduction of Double Bonds" [Estructuras de automonta e de anfifílieos basados en el' azúcar con estructuras de automontaje de cárdena larga influenciados por la introducción de enlaces dobles], Chem. Eur . J. , Vol. 11, pp. 5538-5544, 2005), Paleta et al. ("Novel amphiphilic fluoroalkylated derivatives of xylitol, D-glucose and D-galactose for medical applications :¦ hemocompatibil ity and co-emulsi fying properties" [Anfifilicos nóveles fluoroalkilatados derivados del xilitol, D-glucosa y D-galactosa para aplicaciones médicas: hemocompatibilidad y propiedades co-emulsionantes ] , Carbohydrate Research, Vol. 337, pp. 2411-2418, 2002), Germaneau ("Amphiphilic Sugar Metal Carbenes: From Fischer Type to N-Heterocyclic Carbenes (NHCs)" [Carbenos metálicos de anfifilico del azúcar: desde el tipo Fischer a carbenos N-heterociclicos (NHCs)], Rheinische Friederich-Wilhems-Universitat Bonn Ph.D. thesis, 2007), ¦ y Ye et al. ("Synthesis of Sugar-Containing Amphiphiles for Liquid and Supercritical Carbón Dioxide" [Síntesis de anfifilicos con contenido de azúcar para dióxido de carbono líquido y supercrítico] , Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 39, pp. 4564-4566, 2000). Los anfifilicos de azúcar también pueden incluir, a título meramente enunciativo, soforolípidos (Zhang et al., "Synthesis and interfacial properties of sophorolipid derivatives" [Síntesis y propiedades interfaciales de derivados del soforolípidos] , Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, Vol . 240, pp. 75-82, 2004), o rhamnolipidos (Christova et al., "Rhamnolipid Biosurfactants Produced by Renibacterium salmoninarum 27BN During Gro th on n-Hexadecane" [ Biosurfactantes rhamnolipidos producidos por renibacterium salmoninarum 27B durante el crecimiento en n-hexadecano] , Zeitschrift fur Naturforschung Teil C Biochemle Biophysik Biologie Virologie, Vol. 59, pp. 70-74, 2004).
En una versión, el compatibili zador está compuesto por un anfifílico sin azúcar que promueve el grafeno. Un anfifilico promotor del grafeno puede ser cualquier molécula con una porción de promoción de grafeno hidrofilica y una porción hidrofóbica, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, bromuro de cetiltrimetilamonio o aquellos comercializados por Dow Chemical Company (Midland, Michigan, Estados Unidos) bajo las marcas comerciales TRITON™ o TERGITOL™, incluyendo a titulo meramente enunciativo, el TRITON™ X serie de octilfenol etoxilatos y el TERGITOL™ NP serie de nonilfenol etoxilatos. En alqunas versiones, el anfifilico que promueve el qrafeno es un anfifílico no iónico. Los anfifílicos que promueven el grafeno puede estar compuestos por, a título meramente enunciativo, monostéarato de glicerol y surfactante de nonifenol.
En una versión, el compatibilizador incluye glicol polietileno .
En una versión, el compatibilizador se usa en combinación con un aditivo particulado. En una versión, el compatibilizador promueve la solubilización del aditivo particulado en el lubricante base.
En una versión, el aditivo está compuesto por un óxido de metal, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, óxido de hierro, óxido de aluminio, óxido de cobre, óxido de níquel, óxido de titanio y óxido de plomo.
En una versión, el aditivo incluye una forma de hierro. En algunos sistemas lubricantes, como muchas turbinas de motores de aviones, hay poco o nada de hierro inherentemente presente en el sistema. Sin embargo, se cree que las partículas de hierro encapsuladas en carbono formadas in sibu proveen la capacidad de nanopulido para las composiciones de lubricación de la invención. Por lo tanto, en una versión, el fluido lubricante se complementa con un aditivo con contenido de hierro.
En una versión, el aditivo que contiene hierro está compuesto por óxido de hierro. En una versión, el óxido de hierro es pigmento de polvo de óxido de hierro BayFerrox® (Lanxess, Colonia, Alemania) . En una versión, el aditivo que contiene hierro está compuesto por nanopolvo de óxido de hierro. En una versión, la fuente de hierro está compuesto por una molécula compleja de hierro.- En una versión, el aditivo está compuesto por un compuesto cíclico con hierro, incluyendo, a titulo meramente enunciativo, ( n2-trans-Cycloocteno ) 2 Fe (CO) 3; ( benzilideneacetona ) hierro tricarbonil, enterochelin férrico, tricarbonilbis [ ( 1, 2-h ) -ciclocteno] -hierro, hierro ( 4+ ) ciclooctano-1 , 2-diide - monóxido de carbono, ferrato de sodio(l-); sodio bis ( 3- ( 4 , 5-dihidro-4 - ( ( 2-hidroxi-5-nitrofenil)azo) -3-metil-5-oxo-lH-pirazol-l-yl ) benceno-1-sulfonamidato ( 2- ) ) ferrato(l-); ferritina; ( ciclo-1 , 3-C4H8-S2)Fe(CO)4; hierro 2 , 4-dinitrobenceno-l , 3-diol ; hierro ftalocianina ; ferroceno; benzoato férrico; salicilato férrico; ferratos cíclicos; o sucinilato de proteína de hierro. : En una versión el 'aditivo está compuesto po;r, . un compuesto acíclico con contenido de hierro, incluyendo a título meramente enunciativo, diiron nonacarbonil, hierro pentacarbonil , ferratos acíclicos, hierro líquido, oxalato de hierro, óxido de hierro hidratado (Fe (OH) 3), o un complemento nutricional con contenido de hierro. En una versión,., el complemento nutricional que contiene hierro está compue.sto por hierro carbonilo. En una versión, el . complejo con contenido de hierro es un complejo de catecolate-hierro.
En una versión, el aditivo está compuesto por un sideroforo, que puede incluir, a titulo meramente enunciativo, ácido 2 , 3-dihidroxibenzoico (2,3'-DHB), ?,?' ,N"-( (3S, 7S, HS)-2, 6, 10-trioxo-l, 5, 9-trioxacicloddodecano- 3, 7 , 11-tril ) tris ( 2, 3dihidroxibenzamida ) ( enerobactina ) o ácido 2, 4-dihidroxibenzoico (2,4'.DHB).
En una versión, el aditivo está compuesto por un antihelmíntico, incluyendo a título meramente enunciativo, 2-deoxi-paraherquamida (PHQ).
En una versión, el aditivo está compuesto por un precursor aromático del aminoácido, incluyendo a título meramente enunciativo, ( 3R, 4R) -3- [ 1-carboxivinil ) oxy] -4 -hidroxiciclohexa-1 , 5-dieno-l-ác-ido carboxílico (ácido corísmico) .
En una versión, el aditivo está compuesto por una molécula capaz de secuestrar hierro, que puede incluir, a título meramente enunciativo, ácido etilenediaminetetraacético, 2-aminofenol (véase Pulgarin et al., "Iron Oxide-Mediated Degradation, Photodegradation, and Biodegradation of Aminophenols" [Degradación, fotodegradación y biodegradación de aminofenoles mediada por óxido de hierro], Langmuir, Vol . 11, pp. 519-526, 1995 y Andreozzi et al., "Iron(III) ( hydr ) oxide-mediated photooxidation of 2- aminophenol in aqueous solution: a kinetic study" [ Fotoxidación mediada por (hidr)óxido de Hierro(III) de 2-aminofenol en solución acuosa, Vol . 37, pp. 3682-3688, 2003), o tetrafenil oxo-metaloporfirinas .
En una versión, el aditivo está compuesto por nanodiamante que debería funcionar como el centro nucleante de nanopartículas o micropartículas que incorporan el carbono grafitico formado in si tu en la composición lubricante.
La síntesis pirolítica ex situ de SGANs y aglomerados que contienen SGAN también da lugar al uso de dichas moléculas en aplicaciones no lubricantes. En una versión, las partículas o aglomerados se pueden aplicar en la superficie de un material como revestimiento para fortalecer al material o aumentar el blindaje térmico o la absorción del calor del material. En una versión, el revestimiento puede ser un revestimiento térmico, perforación de recubrimiento o un revestimiento resistente al fuego. En una versión, el material puede ser un proyectil de balística, que puede incluir, a título meramente enunciativo, balas y misiles. En una versión, el material puede ser un dispositivo antibalístico, incluyendo a título meramente enunciativo, blindajes de tanques militares o blindaje personal, incluyendo a título meramente enunciativo, chalecos o piacas antibalas. En una versión, el material puede ser una herramienta, incluyendo a titulo meramente enunciativo, un bonete de corte, un dispositivo para hacer túneles, un pulido abrasivo, un papel abrasivo o un dispositivo taladrador. En una versión, el material puede ser una protección térmica, como un panel de protección térmica de reingreso, una ojiva, o un cono de motor de cohete para naves espaciales. En una versión, las partículas o aglomerados pueden estar combinados con un material para formar un material compuesto con mayor fuerza o mayor protección térmica o propiedades de absorción del calor que el material de base mismo. En algunas versiones, el material puede ser un neumático, equipos ignífugos y contra incendios, o vestimenta de bomberos.
En una versión, las SGANs o aglomerados que contengan SGAN de la invención pueden ser utilizados en sistemas electroquímicos. En una versión, las SGANs o aglomerados que contengan SGAN de la invención pueden ser utilizados como nanobaterías para contener cargas eléctricas.
Resultados de la prueba Se probaron varias composiciones lubricantes, incluyendo fuentes de carbono con estructuras que deben promover la formación de carbono grafitico bajo condiciones de funcionamiento del motor, en una serie de scooters a motor o motocicletas todo terreno. Las pruebas se realizaron para evaluar la eficacia de las composiciones en pequeños motores de combustión interna, motores de un tamaño y configuración tal que las mejoras en la reducción de la fricción sea lo suficientemente obvias para un mecánico u operador sin emplear un dinamómetro externo para medir los cambios.
Prueba 7 Se reemplazó el aceite para motores 10W-40 convencional Valvoline® (Ashland Inc., Lexington, Kentucky, Estados Unidos) de una scooter Honda Elite 80 (Modelo CH80) 1999, 8.850 millas, en mal funcionamiento (Honda de México, S.A. de C.V., Guadalajara, Jalisco - México) con una composición lubricante de la invención. Antes de la adición de la composición lubricante, el motor de la scooter apenas mantenía un ralenti. Al ser evaluada, la scooter arrancaba, pero enseguida se detenía. Cuando la scooter funcionaba, la velocidad indicada era de aproximadamente 30 millas por hora.
La composición lubricante probada incluyó varios cientos de miligramos de Azúcar Orgánica en Polvo hole Foods Market (Austin, Texas, Estados Unidos) (sacarosa y tapioca en polvo) mezclada con Lubricante Intestinal Walgreens (Deerfield, Illinois, Estados Unidos) (USP aceite mineral) mezclado en aceite para motor semi-sintético 10W-40 Motul (Aubervilliers , Francia) 5100. La composición lubricante tenía una apariencia opaca debido a la alta presencia de azúcar suspendida en la solución.
Al agregar la composición lubricante a la scooter, el motor arrancaba y luego podía mantener el ralénti. Inmediatamente después, la scooter fue llevada a dar un paseo de evaluación de rendimiento. Se descubrió que la composición lubricante casi instantáneamente aumentó la velocidad máxima de la scooter de 30 a 35 MPH. Además, con el uso de la composición lubricante se observó una diferencia distintiva en el sonido del motor, con un sonido del motor más suave y silencioso. Después del paseo de prueba, la composición lubricante fue drenada del motor cuando se observó un olor tipo epóxico característico en el aceite. Este olor característico fue esperado y se cree que indica l'a presencia de compuestos precursores del tipo epóxico en el aceite, habiéndose formado a partir de la pirólisis incompleta de algunas de las moléculas de azúcar restantes en la composición lubricante.
Prueba 8 Se probó otra composición lubricante en la misma scooter Honda Elite 80 1999 (Modelo CH80) (Honda de México, S.A. de C.V., Guadalajara, Jalisco - México) consistente en un paquete individual (un gramo) del endulzante sin calorías S eet'n Low® (Cumberland Packing Corp., Brooklyn, New "York, Estados Unidos) (dextrosa, sacarina, crémor tártaro, silicato de calcio) en unos pocos mililitros de limpiador y desengrasante natural CitraSolv® (Danbury, Connecticut, Estados Unidos) (fuente d-limoneno), que se combinó con un aceite de motor convencional 10W-40 Valvoline® (Ashland Inc., Lexington, Kentucky, Estados Unidos).
La scooter funcionó de manera similar con la composición lubricante con sacarina que con la composición lubricante con azúcar que se describió anteriormente. Después de las pruebas, la composición lubricante fue drenada de la scooter con pocas partículas visibles. El aceite drenado fue increíble, salvo por el fuerte olor cítrico del limpiador y desengrasante con limoneno CitraSolv®.
Prueba 9 Se probó otra composición lubricante en la misma scooter Honda Elite 80 1999 (Modelo CH80) (Honda de México, S.A. de C.V., Guadalajara, Jalisco - México), que incluyó Azúcar Orgánica en Polvo Whole Foods Market (Austin, Texas, Estados Unidos) (sacarosa y tapioca en polvo) mezclada con carbón activado como aditivo al aceite para motores 10W-40 convencional Valvoline® (Ashland Inc., Lexington, Kentucky, Estados Unidos).
De acuerdo con las Especificaciones de Seguridad del Material del aceite para motores Valvoline®, el aceite ha registrado un punto de inflamabilidad de 204 °C (399,2 °F) y un punto dé ebullición de 299 °C (570 °F). La temperatura normal de funcionamiento de la cabeza del cilindro del motor enfriado con aire se registró en -80 °C (176 °F) .
Durante la prueba, el capó del motor fue modificado para bloquear completamente el flujo de aire del ventilador a la cabeza del cilindro. Esto significó que a medida que el motor funcionaba, el aire alrededor de la cabeza del cilindro estaba atrapado y comenzó a calentarse. La creciente temperatura de la cabeza del cilindro fue monitoreada mediante un Termómetro Infrarrojo sin Contacto con Sistema Láser 96451 Cen-Tech (Zhangzhou Easter Intelligent Meter Co . Ltd., Zhangzhou, Fujian, China).- El motor funcionó en esta condición hasta que la cabeza del cilindro alcanzó la temperatura medida de aproximadamente 225 °C (437 °F) . En este punto de la temperatura, se observaron nubes de humo saliendo de la válvula de respiración del cigüeñal y se observó que el capó plástico alrededor del motor se comenzaba a derretir. En esta condición y temperatura, el motor volvió a encenderse WOT (regulador completamente abierto) y el motor continuó funcionando sin detenerse. Un tiempo después, el motor fue apagado y se dejó que se enfriara. Luego, se realizó un paseo de prueba durante unas millas, donde se observó.. que funcionaba perfectamente sin degradación en el rendimiento.
Prueba 10 Se probó otra composición lubricante, ~200 mL de aceite de albaricoque refinado Whole Foods Market, LP (Austin, Texas, Estados Unidos) (fuente amigdalina ) combinado con ~550 mL de aceite para motor convencional Valvoline® (Ashland Inc., Lexington, Kentucky, Estados Unidos). Se colocó esta composición lubricante en una scooter de desplazamiento de 150 centímetros cúbicos, motor estilo GY6, JMStar 2011 de 125 millas (Shangai JMStar Motorcycle Co . , Ltd., Shangai, China).
Aunque no se discernió un aumento en la velocidad máxima de la scooter durante la prueba de evaluación, el motor sonaba cualitativamente mejor usando la composición lubricante, que con el aceite convencional solo.
Prueba 11 En otra composición lubricante, se combinaron varias onzas de Jarabe de Caña de Azúcar Invertida del producto Cañe Patch de Roddenberry (Bay Valley Foods, LLC, Green Bay, Wisconsin, Estados Unidos) y -100 mL de Aceite Mystery de Marvel® (Turtle Wax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos, fuente de carbono nafténico) con aceite convencional para motores Valvoline® 10W-40 (Ashland Inc., Lexington, Kentucky, Estados Unidos). Esta composición lubricante se colocó en una motocicleta Dirt Runner todo terreno con desplazamiento de 125 centímetros cúbicos de Baja Motor Sports (Phoenix, Arizona, Estados Unidos).
Antes de realizar la prueba, la motocicleta todo terreno funcionaba pero no muy bien. Cuando se agregó la composición lubricante al motor, éste sonó cualitativamente mejor y funcionó más suave que con el lubricante convencional. Al concluir la prueba de manejo para evaluar el rendimiento, se drenó el aceite del motor de la motocicleta todo terreno y se observó nuevamente el previsto y característico olor similar al epoxi, indicando la presencia de una resina fenólica / precursores epoxi en el lubricante.
Prueba 12 En otra composición lubricante, se mezclaron aproximadamente 50 mL de benzoato bencílico grado USP Spectrum® (Spectrum Chemical Mfg. Corp., New Brunswick, Nueva Jersey, Estados Unidos) con 50 mL de aceite ecológico biodegradable para motores Ultímate Biodegradable G-Oil® (Green Earth Technologies, Celebration, Florida, Estados Unidos) de 5W-30, un aceite para motores convencional a base de sebo. Los aproximadamente 100 mL de composición lubricante luego se agregaron al aceite de motor existente de un scooter JMStar 2011 de 125 millas con motor estilo GY6 con desplazamiento de 150 centímetros cúbicos (Shanghai JMStar Motorcycle Co., Ltd., Shanghai, China). Esta composición lubricante cualitativamente parecía ser la que mejor funcionaba entre todas las composiciones lubricantes que habían sido probadas.
Luego de agregar la composición lubricante se observó un cambio significativo en el ruido del motor y además se observó que las .RPMs máximas del motor se incrementaron en 1000 RMP aproximadamente de 10.000 RMP a 11.000 RPM.
Prueba 13 En otra composición lubricante, se combinaron aproximadamente 20 gotas de Aceite de Ho a de Canela Orgánica Aura Cacia (Frontier Natural Products Co-Op, Norway, Iowa, Estados Unidos, fuente de metil cinamato) y aproximadamente 10 mL de Lubricante Intestinal (aceite mineral USP) algreens (Deerfield, Illinois, Estados Unidos) con -200 mL de aceite para ecológico para motores Ultímate Biodegradable Green 5W-30 G-Oil® (Green Earth Technologies, Celebration, Florida, Estados Unidos). Esta composición lubricante se colocó en una motocicleta todo terreno Dirt Runner con desplazamiento de 125 centímetros cúbicos de Baja Motor Sports (Phoenix, Arizona, Estados Unidos). Esta composición lubricante funcionó de forma muy parecida a la composición lubricante anterior que incluía benzoato bencílico, pero se observó un fuerte olor similar a la canela mientras funcionaba. ; Prueba 14 En otra composición ' lubricante, se agregó una mezcla de aproximadamente 100 mL de benzoato bencílico gradó USP Spectrum® (Spectrum Chemical Manufacturing Corp., New Brunswick, New Jersey, Estados Unidos), Lubricante Intestinal Walgreens (Deerfield, Illinois, Estados Unidos) (aceite mineral USP) y Acondicionador de Fluidos de Transmisión Automática Lucas (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos, fuente antioxidante) al lubricante base del motor de un scooter nuevo 2011 de 50 ce (2 millas), modelo GMW-M2 (Taizhou Zhongneng Motorcycle Company, Ltd., Taizhou, China) con sistema de transmisión y tubo de escape modificados. Se observó casi instantáneamente un aumento en los caballos de fuerza del motor y la velocidad máxima del scooter aumentó casi instantáneamente de 33 a 39 MPH, indicando un aumento del 18%.
Prueba 15 En otra composición lubricante, se utilizó una fórmula compuesta por tres cuartos de galón de aceite sintético; para motores de motocicletas de alto grado con ZDDP mezclados con aproximadamente un cuarto de galón de una mezcla de Aceite Marvel Mystery Oil fórmula original, (Turtle Wax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos), Estabilizador de Aceite Sintético Lucas (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados, Unidos), Acondicionador de Fluidos . de Transmisión Automática Lucas (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos), y zMAX® (Oil-Chem Research Corporation, Bedford Park, Illinois, Estados Unidos), en una relación de volumen de aproximadamente 60:17:70:30 para remplazar el aceite existente del motor en una motocicleta de prueba Yamaha Rl 1999 (Yamaha Motor Co . , Ltd., I ata, Japón) con motor de 1000 ce. La prueba de rendimiento del motor con esta fórmula se realizó utilizando un dinamómetro Dynoj et 250i (Dynojet Research Inc.,' Las Vegas, Nevada, Estados Unidos) para medir la potencia y el torque de salida de la rueda trasera de la motocicleta de prueba, 10 minutos luego de haber cambiado el aceite y nuevamente una semana después. En la Tabla 2(a) y en la Tabla 2(b) se muestra un resumen de los resultados de las pruebas del dinamómetro en estas dos pruebas: Tabla 2(a): Resultados de la prueba del dinamómetro -rendimiento máximo Tabla 2(b): Resultados de la prueba del dinamómetro -mayor incremento medido Como podemos ver en la Tabla 2(a), se observa un aumento en la potencia de salida de aproximadamente 1 caballo de fuerza y aproximadamente 1 pie/lb. de 'torque en la prueba realizada a los 10 minutos, si se compara con la potencia y el torque, medidos previamente en la motocicleta que utilizaba otro aceite para motores de motocicleta de alto grado disponible a nivel comercial. El efecto de la nueva composición lubricante fue incluso más drástico luego de 7 días de uso. En la prueba realizada 1 semana después, se observó otro aumento en la potencia y en el torque de salida del 3% al 4% sobre los valores de la prueba realizada a los 10 minutos. Específicamente, la potencia registrada se incrementó aproximadamente entre 3 y 5 HP durante todo el rango de velocidades probadas del motor (4500 RPM a aproximadamente 11.000 RPM). Como podemos observar en la Tabla 2(b), se midió una potencia de salida de 102,96 a 7.500 RMP durante la prueba realizada a los 10 minutos, comparada con una potencia de salida de 107,90 medida a 7.500 RPM durante la prueba posterior realizada 1 semana después. El torque máximo aumento de aproximadamente 74,04 a aproximadamente 75,3 pies-lb. entre la prueba realizada a los 10 minutos y la prueba realizada 1 semana después.
Prueba 16 En otra composición lubricante, se combinaron aproximadamente tres a cuatro onzas de mezcla de Aceite Marvel Mystery Oil (fórmula original, Turtle Wax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos), Estabilizador de Aceites Sintéticos Lucas (Lucas ' Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos), Acondicionador de Fluidos de Transmisión Automática (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos) y micro lubricante zMAX® (Oil-Chem Research Corporation, Bedford Park, Illinois, Estados Unidos), con Aceite para Herramientas con pistola de Aire Marvel (Turtle Wax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos), en una relación de volumen de aproximadamente 12:3:14:10:9 y esta combinación luego se agregó al lubricante existente del motor en un automóvil de prueba Audi A4 2.0 litros Turbo 2006 (Audi AG, Ingolstadt, Alemania), produciendo un rendimiento extraordinario y buenos resultados en el ahorro de combustible. Este paquete de aditivos, como también fórmulas concentradas de aditivos similares, pueden agregarse directamente al aceite del motor que ya se encuentra en el vehículo, para mejorar el rendimiento del motor sin necesidad de cambiar el aceite existente.
Prueba 17 En otra composición lubricante, se logró un paquete concentrado de aditivos .que no pretendía influenciar el rendimiento de ningún aceite base existente en el motor , ni sus aditivos, utilizando aproximadamente un cuarto de galón de una mezcla de Aceite Marvel Mystery Oil (fórmula original, Turtle ax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos), Estabilizador de Aceite Sintético Lucas (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos), Acondicionador de Fluidos de Transmisión Automática Lucas (Lucas Oil Products, Inc., Corona, California, Estados Unidos), y Aceite para Herramientas con Pistola de' Aire Marvel (Turtle VJax, Inc., Westmont, Illinois, Estados Unidos), en una relación de volumen de aproximadamente 12:3:14:16.
Este paquete de aditivos concentrado se agregó a un aceite sintético para motores de alta calidad, sin ZDDP, y se introdujo en un automóvil de prueba Audi A4 2006 de' 2.0 litros Turbo (Audi AG, Ingolstadt, Alemania), produciendo un rendimiento excepcional y buenos resultados en el ahorro de combustible. Este paquete de aditivos, como también fórmulas concentradas de aditivos similares, pueden agregarse directamente al aceite del motor ' que ya se encuentra en el vehículo, para mejorar el rendimiento del motor sin necesidad de cambiar el aceite existente.
Observaciones Experimentales de la Composición Lubricante para las Pruebas 16 y 17 Posteriormente se quitaron los componentes metálicos del motor del automóvil de prueba Audi A4 (Audi AG, Ingolstadt, Alemania) que quedaron sujetos a análisis científicos no destructivos. En este caso, se retiraron un rodillo de leva del árbol de levas y un aro retensor del rodillo de leva de acero trabajado a máquina luego de las 150.000 millas de uso, con varias encarnaciones de la composición lubricante. Según el fabricante, estas partes están fabricadas con acero inoxidable. Los resultados de estos análisis son los siguientes: El primero de los análisis científicos de los componentes del motor fue el análisis de rugosidad •superficial, utilizando , un interferómetro óptico de luz blanca con perfilador superficial NewView™ 7300 (Zygo® Corporation, Middlefield, Connecticut, Estados Unidos). Las superficies de fricción y no fricción de los rodillos de leva extraídos fueron evaluados y comparados utilizando el interferómetro . Se determinó el promedio aritmético (Ra), el pico (PV) y la rugosidad promedio de la superficie con la media cuadrática (RMS). Los resultados y hallazgos se resumen en las Fig. 20 y Fig. 21, y en la Tabla 3.
Tabla 3: Resultados del Perfilamiento Óptico de la Superficie Como puede observarse, se logró una mejora de casi dos órdenes de magnitud en la rugosidad de la superficie utilizando las fórmulas de la presente invención. La rugosidad promedio de la superficie (Ra) se redujo de un valor inicial mínimo de por lo menos Ra = 221,6 nm a un valor final medido de Ra = 3,44 nm.
La Fig. 20 muestra que la superficie sin uso, que no tuvo ningún contacto cercano reiterado con las paredes del cabezal del cilindro durante el funcionamiento del automóvil, obtuvo mediciones con un valor de Ra de 221,6 nm, que es un valor típico de estas partes de motores de un automóvil de alta calidad (la tolerancia promedio de un rodillo de leva de un automóvil es de Ra = 300 a 400 nm) . La representación gráfica que se encuentra en el cuadrante inferior izquierdo de la Fig. 20 muestra lo que puede ser considerado un estimativo de las mediciones de la rugosidad superficial inicial aproximada en la sección evaluada del . rodillo de leva, es decir su condición relativa estimada al armarse en el motor del automóvil de prueba.
La Fig. 21, indica que la superficie usada, que tuvo un contacto de fricción constante con las paredes del cabezal del cilindro durante el funcionamiento del motor, obtuvo mediciones con un valor de Ra de 3,44 nm, casi dos órdenes de magnitud menos que la rugosidad medida en la superficie sin uso, que indica el estado original aproximado y estimado del rodillo de leva al momento de la fabricación y armado del motor. Las asperezas de la maquinaria original observadas en la Fig. 20 se orientan de forma perpendicular a las asperezas observadas en la Fig. 21, indicando que las asperezas de la maquinaria original en la superficie de uso fueron eliminadas completamente en un momento del proceso de pulido.
Estos datos indican que la superficie de uso del rodillo de leva ha sido súper pulido durante el funcionamiento del motor. Mientras que el súper pulido de las superficies de materiales como por ejemplo de sílice fundida, silicona y carburo de silicio en una rugosidad con un valor de Ra de 0, nm es posible bajo circunstancias muy controladas en laboratorios, las superficies metálicas pulidas generalmente tienen un valor Ra mucho más alto en el rango de cientos de nanómetros. Liu et al. {SIMTech Technical Reports [Informes Técnicos de SIMTech], Vol. 8, N° 3, pp. 142-148, Jul-Sept. 2007) informe de un proceso de súper pulido de dos etapas capaz de producir (bajo condiciones de laboratorio) una inserción moldeada de lente de acero inoxidable con una rugosidad superficial con un valor Ra de 8,5 nm.
Como dos piezas de metal en contacto no pueden producir superficies con la homogeneidad observada en la Fig. 21 sin un producto para pulir, la superficie de uso del rodillo de leva se evaluó aún más, tratando de determinar cuál fue el agente pulidor de la composición lubricante capaz de producir una superficie tan homogénea como la superficie lograda en la prueba de la invención. La superficie de uso de un rodillo de leva generalmente está hecha de acero endurecido en la superficie y se espera que los agentes de pulido de nanopartículas, se hace referencia a uno de ellos en . el presente como SGAN, sean más duros que la superficie que se va a pulir, para que puedan pulirla. La topología bidimensional de la superficie de uso de la Fig. 21 muestra una. cantidad de características circulares en el rango de tamaño de uno o dos nanómetros de diámetro, que se encüentra en la escala de tamaño esperado del SGAN u otras partículas no abrasivas que serían necesarias para -lograr este valor tan bajo de rugosidad Ra de la superficie.
Se estudió la superficie sin uso de un aro retensor del rodillo de leva utilizando un ESEM-FEG XL 30 de la serie XL de Philips® ( FEI™ Company, Hillsboro, Oregon, Estados Unidos), utilizando el software EDAX® Génesis™ versión 4.61 (AMATEK® Inc., Mahwah, New Jersey, Estados Unidos) y una plataforma Scandium Imaging. Las imágenes de las superficies del aro retensor que resultaron del microscopio electrónico se muestran en las Figuras 22 a 41. El análisis elemental de la espectroscopia de rayos x de energía dispersiva (EDS) que los acompaña mostró, para las cuatro superficies, sólo carbono, oxígeno y hierro en el peso (wt%) y en los porcentajes atómicos (At%) expresados en la Tabla 4(a) para las áreas muestreadas, marcadas en negro, que aparecen en las Figuras 22 a 25 respectivamente, excepto en la figura 22 que muestra rastros (< 1 At%) de potasio y cromo. Las imágenes muestran estructuras esferoidales en la superficie sin uso con diámetros que varían de ~2-3 micrones.
Tabla 4(a): Datos del Análisis Elemental Preliminar Las Figuras 26 a 37 muestran otras imágenes SEM de la superficie del aro retensor del rodillo de leva. En las figuras 29 a 37, la escala de longitud Mm" de los números está en micrómetros. Durante el proceso de lubricación, estas estructuras más grandes se dividen en nanoestructuras más pequeñas .
Como las áreas muestreadas de las Figuras 22 a 25 mostraron relaciones variables de carbono, oxígeno y hierro, se realizaron otros experimentos posteriores para muestrear diferentes áreas de la misma estructura, para determinar si las estructuras eran homogéneas. Las Figs. 38A-C, Figs . 39A-G, y. Figs. 40A-C muestran las estructuras, siendo las áreas de las casillas negras las áreas de muestreo.
Tabla 4 (b) : Datos del Primer Análisis Elemental del Esferoide Las Figs . 38A, 38B y 38C muestran tres áreas muestreadas diferentes de un esferoide grande único, es decir de ~2 micrones de diámetro. Como se observa en la Tabla 4(b), sólo se detectaron carbono, oxígeno y hierro. En la Fig. 38A se tomó un promedio de casi toda la superficie, mientras que en la Fig. 38B se muestreó una parte más pequeña de la superficie con resultados similares. Finalmente, se muestreó una pequeña protuberancia que se extendía desde el fondo del esferoide, como se muestra en la Fig. 38C. Esta pequeña protuberancia tiene casi diez veces la cantidad de hierro que las otras dos áreas muestreadas.
Tabla 4(c): Datos del Análisis Elemental de, las Estructuras Cristalinas ¦ 1 Las Figs. 39A, 39B, 39C, 3'9D, 39E, 39F, y 39G muestran siete áreas muestreadas diferentes de una' estructura grande, irregular y cristalina que tiene más de 13 micrones de espesor. Como se muestra en la Tabla 4(c), se detectó carbón, oxigeno, calcio y hierro en todas las muestras, excepto en la Fig. 39E que no contenia hierro. Además se detectó cloro en cada una de estas muestras, en una cantidad que llevó los totales al 100%. La relación de calcio - cloro varió de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 6:1. Dentro de este rango, también se observaron proporciones de calico-cloro de aproximadamente 1.5:1, 2:1 y 3:1. La cantidad detectada de hierro fue bastante mínima comparada con la serie de la Fig. 38, excepto por el At% de 12,69 en el área muestreada de la Fig. 39C.
Tabla 4 (d) : Datos del Segundo Análisis Elemental del Esferoide Las Figs._ 40A, 40B y 40C muestran tres áreas muestreadas diferentes de un esferoide único más pequeño que tiene ~1,3 micrones de diámetro. Como se muestra en la Tabla 4(d), sólo se detectó carbono, oxigeno y hierro. Como se muestra en la Fig.' 40A, se tomó una muestra del medio del esferoide obteniendo resultados similares a los del área muestreada de la Fig. 38A, aunque el contenido de hierro fue superior y el contenido de oxígeno inferior. Como se muestra en la Fig. 40B, se tomó una muestra del borde superior derecho del esferoide con un contenido de hierro de casi cinco' veces más que el del área que se muestra en la Fig. 40A, similar a lo que se observó en el área de la Fig. 38C. Finalmente, como se puede observar en la Fig. 40C, se tomó una muestra del borde izquierdo del esferoide con un contenido de hierro de casi el doble que el contenido de hierro del área que se muestra en la Fig. 40A pero muy inferior al del área de la Fig. 40B.
Finalmente, la Fig. 41 presenta un área muestreada grande con una gran estructura cristalina con forma romboidal que tiene entre '4 y 5 micrones de espesor. Como se puede observar en la Tabla 4(c), sólo se detectó carbono, oxigeno y hierro. Las relaciones fueron similares a las de las áreas de bajo contenido de hierro de los esferoides, excepto que el contenido de hierro fue aún más bajo en este caso.
Posteriormente, se agregó hexano a una muestra de la composición lubricante utilizada. La mezcla fue centrifugada y se analizó una fracción del sedimento y una fracción del fluido de la mezcla centrifugada con una espectrometría de masa iónica secundaria (SIMS) con la técnica tiempo de vuelo ( time-of-flight o TOF) y un microscopio electrónico de transmisión (TEM) con un FEI™ CM20 TEM con el software Génesis™ de EDAX®. Aunque estas pruebas no identificaron ninguna estructura particular en la composición lubricante, lo interesante fue que no se detectó nada de hierro que pudiera medirse ni en la fracción del sedimento ni en la fracción del fluido del aceite. Sólo se detectó carbono, oxígeno y en algunos casos zinc, calcio o cromo en la muestra. De estas pruebas, como evidencia por a la falta de hierro, fue claro que las características observadas por SEM en las superficies del aro retensor del rodillo de leva no están presentes en niveles detectables en el fluido en sí.
Se obtuvo una muestra del material de la superficie del rodillo de leva para ser observada con un microscopio electrónico de transmisión (TEM), frotando suavemente la malla de acero de las superficies del rodillo de leva y luego observando con el microscopio las características que se encontraban sobre esta malla de acero. En las Figs . 42 a 49B se observan imágenes representativas de las características observadas, revelando una cantidad de morfologías y estructuras diferentes. Las imágenes confirman la presencia de grafeno o láminas de óxido de grafeno, nanotubos de carbono, nanoesferas de carbono, nano-cebollas de carbono y otras estructuras f'ullerenas y precursores. En base al análisis elemental se cree que las áreas oscuras de las imágenes representan concentraciones más altas de hierro. Es sabido que el grafeno encapsula partículas de hierro (observe por ejemplo, Cao et al., "Synthesis and characterization of grap ene encapsulated iron nanoparticles" [Síntesis y caracterización de nanopartículas de hierro encapsuladas en grafeno], Nanoscience, vol. 12, N° 1, pp. 35-39, 2007). La Fig. 42 muestra una morfología de la lámina relativamente plana en la parte inferior de la imagen y una lámina más arrugada en la parte superior de la imagen. También se encuentran visibles en la imagen estructuras esferoides más pequeñas en el rango de ~5 nm a -50 nm de diámetro. La Fig. 43 muestra principalmente una morfología de lámina moderadamente arrugada con estructuras nanotubulares cerca de los pliegues de las láminas.
La Fig. 44 muestra una ampliación mayor de un área con morfología similar a la de la Fig. 43. En la Fig. 44 se encuentran visibles morfologías esferoides, tubulares y laminares. La Fig. 45 muestra algunas estructuras tubulares sinuosas en una gran ampliación. La Fig. 46 muestra una masa globular oscura con una morfología poco clara en la [ gran ampliación, que podría ser un agregado de SGANs en base al interior oscuro de la estructura. La Fig. 47 muestra una gran estructura de nanotubos de carbono. La Fig. 48 muestra dos estructuras de nano-cebollas . Finalmente, las Figs . 49A y 49B muestran una masa de aspecto cristalino con morfologías tubulares y esferoides pero no hay ninguna morfología laminar aparente.
Por consiguiente, debe entenderse que las representaciones de la invención aquí descritas son meramente ilustrativas de la aplicación de los principios de , la invención. Las referencias ofrecidas en el presente documento a los detalles de las representaciones ilustradas no pretenden limitar el alcance de las argumentaciones, que recitan las características que se estiman que son esenciales para la invención.

Claims (37)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES :
1. Un método para sintetizar grafenocaracterizado porque comprende: a) llevar a reflujo una mezcla de reacción que comprende al menos un solvente y al menos un material carbonáceoque estimula la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos bajo condiciones que inhiban la combustión completa del material carbonáceo; b) después de esto recolectar los vapores producidos por el reflujo de la mezcla de reacción; c) dirigir los vapores hacia un sustrato, dondequiera que el grafeno se deposite sobre la superficie del sustrato; y d) recuperar el grafeno proveniente de la superficie del sustrato.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un material carbonáceoque estimula , la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos comprende piranosa, una furanosa, un carbómero cíclico, un bencenoide, un azúcar, un alcohol de azúcar, un sustituto ' de azúcar, un derivado de azúcar, una ciclometicona, un esteroide, un cinamato, un fenilfopanoide, un benzoato, un carboxilato, un benzopirano, una flavona o ' isoflavona de origen natural o sintética, un salicilato, un antioxidante, un antioxidante cíclico, 4-vinilfenol, antocianidinas , o cromenilio, un aminoácido cíclico, un derivado de ciclohexano, un derivado de benceno 1,2- dihidroxibenceno (catecol), 1 , 3-dihidroxibenceno ( resorcinol ) , 1 , 4 -dihidroxibenceno (hidroquinona), un naftoato, un acrilato, un ftalato, un succinato, un carpato, un fluoróforo, un farmacéutico, un fosfato, una composición lubricante personal/ sexual comestible comercial que incluye un azúcar o un sustituto de azúcar amfifilo, una formulación comercial de filtro solar para rayos ultravioleta, una formulación comercial de crema para la piel, una formulación comercial desinfectante de manos, un producto comercial para el cuidado del cabello humano o animal, una formulación comercial para teñir el cabello, un pesticida comercial, un compuesto que degrade uno o más de los aditivos mencionados anteriormente durante el reflujo de la mezcla de reacción, o combinaciones de los mismos.
3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque al menos un material carbonáceoque estimula la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos comprende unacantidad que estimula la formación de al menos un radical Cl a C5 de hidrocarburo.
4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el solvente comprende aceite mineral, agua, un alcohol, metanol, metanol sintético, etanol, isopropanol o combinaciones de los mismos.
5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la mezcla- de reacción comprende además al menos una fuente de carbono suplementario.
6. El método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizadp porque la fuente de carbono suplementario comprende grafito natural, grafito sintético, uno o más hidrocarburos aromáticos policíclicos, grafeno, carbón activado, nano-carbón, "nano-carbón activado", biocarbón, carbón de azúcar, flema de carbón, uno o más bencenoides, naftaleno, un alcohol, metanol, metanol sintético, etanol, isopropanol, azúcar, sacarosa, un almidón, celulosa,: una olefina, un acetato, uno o más hidrocarburos no grafiticos, un alcano, un alqueno, un alquino, una cetona, tolueno, gasolina, combustible diesel, queroseno, carbón, alquitrán- de hulla, coque, o combinaciones de los mismos.
7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sustrato comprende un sustrato hidrofilico .
8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las condiciones comprenden pirólisis.
9. Un método para la producción de óxido de grafeno, caracterizado porque comprende: a) llevar a reflujo una mezcla de reacción que comprende al menos un solvente, al menos un oxidante y al menos un compuesto que estimule la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos bajo condiciones para evitar la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono; b) después de esto recolectar una corriente de vapor producida por el reflujo de la mezcla de reacción, c) después de esto dirigir la corriente de vapor hacia un sustrato, después de lo cual se deposita el óxido de grafeno sobre la superficie del sustrato; y d) recuperar el óxido de grafeno proveniente de la superficie del sustrato.
10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque las condiciones comprenden pirólisis.
11. Una composición lubricante para un sistema mecánico caracterizada porque comprende: un lubricante base; y al menos un aditivo que contenga carbono que forma una cantidad tribológicamente efectiva de al menos una estructura que contenga carbono grafitico cuando la composición lubricante se exponga a calor suficiente para crear condiciones localmente piroliticas dentro de un sistema mecánico en el cual se utilice, en donde la estructura que contiene carbono grafitico comprende una o más nano-particulas abrasivas grafiticidas superficialmente que comprenden al menos un heteroátomo sin carbono envuelto por un forro externo que comprende sustancialmente carbono, en donde la estructura que contiene carbono grafitico comprende un agente para nano-pulido configurado para eliminar prácticamente la totalidad de las asperezas de una superficie de fricción interna del sistema mecánico.
12. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque el aditivo que contiene carbono comprende una molécula cíclica. !' ! '
13. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el aditivo que contiene carbono comprende una molécula aromática.
14. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el aditivo que contiene carbono comprende un hidrocarburo. ;· ;
15. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el aditivo que contiene carbono consiste esencialmente de átomos de carbono, átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno.
16. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el aditivo que contiene carbono comprende piranosa, una furanosa, un carbómero cíclico, un bencenoide, un azúcar, un alcohol de azúcar, un sustituto de azúcar, un derivado de azúcar, una ciclometicona , un esteroide, un cinamato, un fenilfopanoide, un benzoato, un carboxilato, un benzopirano, una flavona o isoflavona de origen natural o sintética, un salicilato, un antioxidante, un antioxidante cíclico, 4-vinilfenol, antocianidinas, o cromenilio, un aminoácido cíclico, un derivado de ciclohexano, un derivado de benceno 1,2-dihidroxibenceno (catecol), 1 , 3-dihidroxibenceno ( resorcinol ) 1 , 4-dihidroxibenceno (hidroquinona), un naftoato, un acrilato, un ftalato, un succinato, un carpato, un fluoróforo, un farmacéutico, un fosfato, una composición lubricante personal/ sexual comestible comercial que incluye un azúcar o un sustituto de azúcar amfifilo, una formulación. comercial de filtro solar para rayos ultravioleta, una formulación comercial de crema para la piel, una formulación comercial desinfectante de manos, un producto comercial para el cuidado del cabello humano o animal, una formulación comercial para teñir el cabello, un pesticida comercial, un compuesto que degrada uno o más de los aditivos mencionados anteriormente durante el reflujo de la mezcla de reacción, o combinaciones de los mismos.
17. Un método para elaborar una composición lubricante para un sistema mecánico caracterizado porque comprende : a) llevar a reflujo una mezcla de reacción que comprende al menos un solvente, y al menos un material carbonáceo que estimule la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos bajo condiciones que inhiban la combustión completa del material cabonáceo; b) después de esto recolectar los vapores producidos por el reflujo de la mezcla de reacción; c) dirigir los vapores hacia un sustrato, después de lo cual se deposita el grafeno sobre la superficie del sustrato; d) recuperar el grafeno proveniente dé la superficie del sustrato, y e) combinar al menos algo del grafeno recuperado con un lubricante base para formar una composición lubricante para un sistema mecánico.
18. El método para elaborar una composición lubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque al menos una material carbonáceo que estimula la formación de hidrocarburos aromáticos policiclicos comprende piranosa, una furanosa, un carbómero cíclico, un bencenoide, un azúcar, un alcohol de azúcar, un sustituto de azúcar, un derivado de azúcar, una ciclometicona, un esteroide, un cinamato, un fenilfopanoide, un benzoato, un carboxilato, un benzopirano, una' flavona o Isoflavona de origen natural o sintética, un salicilato, un antioxidante, un antioxidante cíclico, 4-vinilfenol, antocianidinas , o cromenilio, un aminoácido cíclico1, un derivado de ciclohexano, un derivado de benceno 1,2-dihidroxibenceno (catecol), 1 , 3-dihidroxibenceno ( resorcinol ) , 1 , -dihidroxibenceno (hidroquinona), un naftoato, un acrilato, un ftalato, un succinato, un carpato, un fluoróforo, un farmacéutico, un fosfato, una composición lubricante personal/ sexual comestible comercial que incluye un azúcar o un sustituto de azúcar amfifilo, una formulación comercial de filtro solar para rayos ultravioleta, una formulación comercial de crema para la piel, una formulación comercial desinfectante de manos, un producto comercial para el cuidado del cabello . humano o animal, una formulación comercial para teñir el cabello, un pesticida comercial, un compuesto que degrada uno o más de los aditivos mencionados anteriormente durante el reflujo de la mezcla de reacción, o combinaciones de los mismos..
19. El método para elaborar una composición lubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque al menos un material carbonáceoque estimula la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos comprende un compuesto que estimula la formación de al menos un radical de Cl a C5 hidrocarburo.
20. El método para elaborar una composición lubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el solvente comprende aceite mineral, agua, un alcohol, metanol, metanol sintético, etanol, isopropanol o combinaciones de los mismos.
21. El método para elaborar una composicionlubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la mezcla de reacción comprende al menos una fuente de carbono suplementario.
22. El método para elaborar una composicionlubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la fuente de carbono suplementario comprende grafito natural, grafito sintético, uno o más hidrocarburos aromáticos policíclicos, grafeno, carbón activado, nano-carbón, "nano-carbón activado", biocarbón, carbón de azúcar, flema de carbón, uno o más bencenoides, naftaleno, un alcohol, metanol, metanol sintético, etanol, isopropanol, azúcar, sacarosa, un almidón, celulosa, una olefina, un acetato, uno o más hidrocarburos no grafiticos, un alcano, un alqueno, un alquino, una cetona, tolueno, gasolina, combustible diesel, queroseno, alquitrán de hulla, coque, o combinaciones de los mismos.
23. El método para elaborar una composición lubricante de conformidad con la reivindicación 17 , caracterizado porque el sustrato comprende un sustrato hidrofilico .
24. El método para elaborar una composición lubricante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque las condiciones comprenden pirólisis.
25. Un método para elaborar una composición lubricante para un sistema mecánico caracterizado porque comprende : a) llevar a reflujo una mezcla de reacción que comprende al menos un solvente, al menos un oxidante; y al menos un compuesto que estimule la formación de hidrocarburos aromáticos policíclicos bajo condiciones para evitar la combustión completa de la fuente de carbono en dióxido de carbono o monóxido de carbono; b) después de esto recolectar una corriente de vapor producida por el reflujo de la mezcla de reacción, c) después de esto dirigir la corriente de vapor hacia un sustrato, después de lo cual se deposita el óxido de grafeno sobre la superficie del sustrato; d) recuperar el óxido de grafeno proveniente de la superficie del sustrato; y e) combinar al menos algo del óxido de grafeno recuperado con un lubricante base para formar una composición lubricante para un sistema mecánico.
26. Una composición lubricante para un sistema mecánico caracterizada porque comprende: un lubricante base; y una o más nano-particulas abrasivas grafitizadas superficiales que comprenden al menos un heteroátomo sin carbono envuelto por un forro externo que comprende sustancialmente carbono.
27·. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque al menos una partícula nano-dimensionada abrasiva grafitizada superficial que comprende al menos un heteroátomo sin carbono envuelto por un forro externo que comprende sustancialmente carbono se forma a partir de al menos un aditivo que contiene carbono hacia el lubricante base cuando la composición lubricante se exponga a calor suficiente para crear condiciones localmente pirolíticas .
28. La composición lubricante de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque las partículas nano-dimensionadas abrasivas grafitizadas superficiales comprenden un núcleo de nano-diamante que comprende heteroátomos sin carbono, y un forro de carbono fulerénico formado alrededor del núcleo.
29. La composición lubricante 'de conformidad con la reivindicación28 , caracterizada porque el heteroátomo comprende hierro u óxido de hierro.
30. Un método para lubricar un sistema mecánico que comprende al menos una superficie de fricción interna que tiene asperezas, el método caracterizado porque comprende: hacer funcionar el sistema mecánico con una composición lubricante que comprende un agente de nano-pulido y eliminar sustancialmente la totalidad de las asperezas de una superficie de fricción interna del sistema mecánico, en donde la composición lubricante comprende un lubricante base y al menos un aditivo que contiene carbono que forma al menos un agente de nano-pulido cuando la composición lubricante se exponga a condiciones localmente piroliticas dentro del sistema mecánico en el cual se utilice, en donde el agente de nano-pulido comprende una o más nano-particulas abrasivas grafitizadas superficiales que comprenden al menos un heteroátomo sin carbono envuelto por un forro externo que comprende sustancialmente carbono.
31. El método de conformidad con la reivindicación30, caracterizado . porque el aditivo que contiene carbono comprende una molécula cíclica.
32. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el aditivo que contiene carbono comprende una molécula aromática.
33. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el aditivo que contiene carbono comprende un hidrocarburo.
34. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque el aditivo que contiene carbono consiste esencialmente de átomos de carbono, átomos de hidrógeno y átomos de oxígeno.
35. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado además porque comprende hacer funcionar el sistema mecánico que contiene la composición lubricante después de que el agente de nano-pulido haya eliminado sustancialmente la totalidad de las asperezas de la superficie de fricción interna.
36. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la Ra de al menos una superficie de fricción interna después del pulido por el agente de nano-pulido es menos de aproximadamente 50 nm.
37. El método de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la Ra de al menos una superficie de fricción interna después del pulido por el agente de nan< pulido es menos de aproximadamente 5 nm.
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Families Citing this family (154)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9085678B2 (en) 2010-01-08 2015-07-21 King Abdulaziz City For Science And Technology Clean flame retardant compositions with carbon nano tube for enhancing mechanical properties for insulation of wire and cable
WO2015120485A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 Peerless Worldwide, Llc Water, bubble collapse and syngas species in the synthesis of graphene and its derivatives
WO2013039508A1 (en) 2011-09-16 2013-03-21 Empire Technology Development Llc Alteration of graphene defects
DE112011100116T5 (de) * 2011-09-16 2013-12-24 Empire Technology Development Llc Graphendefekt-Umbildung
EP2771395B8 (en) 2011-10-27 2017-10-18 Garmor Inc. Method of making high-strength graphene nanocomposites and nanocomposite obtained therefrom.
US8871019B2 (en) 2011-11-01 2014-10-28 King Abdulaziz City Science And Technology Composition for construction materials manufacturing and the method of its production
CA2904059C (en) 2013-03-08 2019-06-11 Garmor Inc. Graphene entrainment in a host
EP2964574B1 (en) 2013-03-08 2023-07-12 University of Central Florida Research Foundation, Inc. Large scale oxidized graphene production for industrial applications
US9656769B2 (en) * 2013-05-01 2017-05-23 Mohammad A. Mazed Heat shield for a spacecraft
TW201500064A (zh) 2013-06-28 2015-01-01 Nat Univ Tsing Hua 抗菌材料及其製備與使用方法
WO2015009758A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Peerless Worldwide, Llc Process for the synthesis of graphene and graphene derivatives from so-called greenhouse gasses and other carbonaceous waste products
JP6190660B2 (ja) * 2013-08-12 2017-08-30 株式会社Kri グラフェン量子ドット発光体の製造方法
MX362538B (es) * 2013-09-04 2018-12-10 Inst Tecnologico Estudios Superiores Monterrey Aceite lubricante para aplicaciones automotrices e industriales adicionado con grafeno decorado.
DE102014205300A1 (de) * 2014-03-21 2015-10-08 Eagleburgmann Germany Gmbh & Co. Kg Gleitringdichtungsanordnung mit graphenhaltigem Schmiermedium
CN104112544A (zh) * 2014-05-14 2014-10-22 中国科学院合肥物质科学研究院 一种防硫化氢气体腐蚀的银纳米线透明导电薄膜的制备方法
JP5725636B1 (ja) * 2014-05-30 2015-05-27 グラフェンプラットフォーム株式会社 グラフェン組成物及びグラフェン成形物
CA2947776C (en) 2014-06-06 2022-06-28 Group Nanoxplore Inc. Large scale production of thinned graphite, graphene, and graphite-graphene composites
US10828400B2 (en) 2014-06-10 2020-11-10 The Research Foundation For The State University Of New York Low temperature, nanostructured ceramic coatings
JP6502474B2 (ja) 2014-08-18 2019-04-17 ガーマー インク．Ｇａｒｍｏｒ， Ｉｎｃ． セメント及びアスファルト複合材中へのグラファイト酸化物の取り込み
JP2016047875A (ja) * 2014-08-27 2016-04-07 国立大学法人 岡山大学 潤滑油及びその製造方法
KR101643935B1 (ko) * 2014-09-02 2016-07-29 한국전기연구원 모놀리스 삼차원 구조의 산화그래핀 환원물을 포함하는 에너지 저장소자용 음극 제조방법, 이를 통해 제조되는 음극 및 음극을 포함하는 에너지 저장소자
WO2016038692A1 (ja) * 2014-09-09 2016-03-17 グラフェンプラットフォーム株式会社 グラフェン前駆体として用いられる黒鉛系炭素素材、これを含有するグラフェン分散液及びグラフェン複合体並びにこれを製造する方法
US9404058B2 (en) 2014-09-09 2016-08-02 Graphene Platform Corporation Method for producing a composite lubricating material
WO2016040612A1 (en) * 2014-09-11 2016-03-17 Garmor, Inc. Graphite oxide entrainment in cement and asphalt composite
JP6362049B2 (ja) * 2014-09-29 2018-07-25 国立大学法人 岡山大学 潤滑油組成物
CN104496956B (zh) * 2014-11-25 2016-04-13 程金生 一种基于氨基化石墨烯的黄酮类成分提取分离方法
CN104449948A (zh) * 2014-11-28 2015-03-25 上海应用技术学院 一种氧化石墨烯基硼酸锌及其制备方法
EP3230386B1 (en) 2014-12-09 2024-02-21 NanoXplore Inc. Large scale production of oxidized graphene
CN104495815B (zh) * 2014-12-12 2016-09-21 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种采用二氧化碳制备石墨烯的装置及方法
KR20160091160A (ko) * 2015-01-23 2016-08-02 선문대학교 산학협력단 금속고체 윤활제를 이용하여 그래핀 패턴을 형성하는 저마찰 부재의 제조방법
KR102025061B1 (ko) 2015-03-23 2019-09-25 갈모어 인코포레이티드 그래핀 옥사이드를 사용하는 가공된 복합재 구조
KR101979575B1 (ko) * 2015-04-13 2019-05-17 갈모어 인코포레이티드 콘크리트 또는 아스팔트와 같은 호스트 중의 그래파이트 옥사이드 강화된 섬유
GB2537388A (en) * 2015-04-14 2016-10-19 Edwards Ltd Vacuum pump lubricants
KR101724832B1 (ko) * 2015-04-21 2017-04-10 서울대학교산학협력단 그래핀 옥사이드 및 그 제조 방법
US11482348B2 (en) 2015-06-09 2022-10-25 Asbury Graphite Of North Carolina, Inc. Graphite oxide and polyacrylonitrile based composite
WO2017004363A1 (en) 2015-06-30 2017-01-05 Albemarle Corporation Halogenated graphene nanoplatelets, and production and uses thereof
US10113095B2 (en) 2015-07-20 2018-10-30 Microsoft Technology Licensing, Llc Reinforced graphitic material
TWI539043B (zh) 2015-07-21 2016-06-21 財團法人工業技術研究院 石墨烯花的形成方法
CN104989729A (zh) * 2015-07-24 2015-10-21 南京信息工程大学 一种具有自润滑特性的轴承材料及其制备方法
US9741499B2 (en) 2015-08-24 2017-08-22 Nanotek Instruments, Inc. Production process for a supercapacitor having a high volumetric energy density
EP4234204A3 (en) 2015-09-21 2024-01-03 Asbury Graphite of North Carolina, Inc. Low-cost, high-performance composite bipolar plate
US10138439B2 (en) 2015-09-30 2018-11-27 Northwestern University Lubrication material using self-dispersed crumpled graphene balls as additives in oil for friction and wear reduction
BR102015026420A2 (pt) * 2015-10-16 2017-05-09 Silva Ferreira Elisa processo de obtenção de dispersões aquosas estáveis de grafeno, grafite e carbono amorfo, isento de tensoativos e utilizando celulose como dispersante
WO2017070607A1 (en) 2015-10-23 2017-04-27 Landers James P Systems, devices and methods for analyzing and identifying substances
CN105353067B (zh) * 2015-11-23 2017-05-03 何裕松 一种用于测定茶叶中农药残留量的方法
US11772975B2 (en) * 2015-12-03 2023-10-03 Global Graphene Group, Inc. Chemical-free production of graphene materials
US11740212B2 (en) * 2015-12-29 2023-08-29 Totalenergies Onetech Method for detecting and quantifying oxygen in oxidizable compounds by oxidizing a sample with an isotopic oxygen composition different from natural abundance
US11355145B2 (en) 2016-01-20 2022-06-07 Sony Corporation Magnetic recording medium
JP6728710B2 (ja) * 2016-01-26 2020-07-22 日産化学株式会社 炭素系発光材料の製造方法
JP6728709B2 (ja) * 2016-01-26 2020-07-22 日産化学株式会社 炭素系発光材料の製造方法
JP6728711B2 (ja) * 2016-01-26 2020-07-22 日産化学株式会社 炭素系発光材料の製造方法
JP6915108B2 (ja) * 2016-01-26 2021-08-04 株式会社日本触媒 グラファイト膜の製造方法
WO2017156297A2 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Advanced Green Innovations, LLC Hybrid graphene materials and methods of fabrication
CN105886076B (zh) * 2016-04-18 2018-12-25 湖南大学 一种含有极压抗磨剂的润滑油及其制备方法
CN105969481B (zh) * 2016-04-29 2019-01-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 含纳米碳材料的润滑油添加剂及其制备方法
US9919928B2 (en) 2016-05-03 2018-03-20 Qatar University Green synthesis of graphene by using tomato juice
CN105901780A (zh) * 2016-05-04 2016-08-31 曾新民 一种含石墨烯的女性暖宫保健内裤制作方法
US9688539B1 (en) 2016-05-10 2017-06-27 King Saud University Green synthesis of reduced graphene oxide using Nigella sativa seed extract
CN106010741A (zh) * 2016-05-13 2016-10-12 麦适（上海）化工有限公司 一种节能抗磨助剂
CN106009787B (zh) * 2016-05-18 2018-07-20 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种分级分散法制备石墨烯水性分散液的方法及装置
CN106010730B (zh) * 2016-06-17 2018-12-14 武汉大学 一种石墨烯包覆纳米金刚石润滑剂的制备方法
US10081550B2 (en) 2016-06-26 2018-09-25 Nanotek Instruments, Inc. Direct ultrasonication production of graphene sheets from coke or coal
US10435797B2 (en) 2016-06-26 2019-10-08 Global Graphene Group, Inc. Electrochemical production of graphene sheets from coke or coal
US10081551B2 (en) 2016-07-15 2018-09-25 Nanotek Instruments, Inc. Supercritical fluid process for producing graphene from coke or coal
US11121360B2 (en) 2016-07-15 2021-09-14 Nanotek Instruments Group, Llc Supercritical fluid production of graphene-based supercapacitor electrode from coke or coal
US20180019069A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Nanotek Instruments, Inc. Production of Graphene-Based Supercapacitor Electrode from Coke or Coal Using Direct Ultrasonication
GB201613012D0 (en) 2016-07-27 2016-09-07 Price Richard J Improvements relating to graphene nanomaterials
CN106450268A (zh) * 2016-09-24 2017-02-22 上海大学 多孔四氧化三锰/石墨烯复合材料及其制备方法
WO2018081413A1 (en) 2016-10-26 2018-05-03 Garmor Inc. Additive coated particles for low high performance materials
TWI616401B (zh) 2016-11-15 2018-03-01 財團法人工業技術研究院 微米粉體與其形成方法
CN106635251A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 江苏大学 一种钛合金抗磨减摩用含氧化物自润滑纳米混合材料
CN106560445B (zh) * 2016-12-19 2018-12-28 云南师范大学 一种液相反应制备硼掺杂石墨烯量子点的方法
US9815701B1 (en) 2017-02-24 2017-11-14 King Saud University Synthesis of reduced graphene oxide nanoparticles
CN107099360B (zh) * 2017-04-21 2019-11-08 四川碳世界科技有限公司 一种纳米TiO2和氮硼掺杂石墨烯复合润滑油添加剂及其制备方法
JP2018191882A (ja) * 2017-05-16 2018-12-06 オリンパス株式会社 超音波内視鏡用音響レンズおよび超音波内視鏡装置
DE112018003515T5 (de) * 2017-07-10 2020-04-09 The University Of Akron Katalytische metallbeschichtungen für metallbauteile zur verbesserung des tribologischen verhaltens in geschmierten systemen
JP7372239B2 (ja) * 2017-07-13 2023-10-31 カーボン アップサイクリング テクノロジーズ インク． 剥離したナノ粒子を製造するための機械化学的プロセス
TWI660040B (zh) * 2017-07-17 2019-05-21 黃富冠 Fuel composition and its use
US10157714B1 (en) 2017-08-07 2018-12-18 Nanotek Instruments, Inc. Supercapacitor electrode having highly oriented and closely packed expanded graphite flakes and production process
AU2018322139B2 (en) 2017-08-22 2024-05-23 Ntherma Corporation Graphene nanoribbons, graphene nanoplatelets and mixtures thereof and methods of synthesis
US10865111B2 (en) * 2017-11-07 2020-12-15 Michael Kwabena Opoku Method of making nanomaterials from a renewable carbon source
EP3572375B1 (en) * 2017-12-08 2022-03-02 Nanjing Forestry University Graphite-like microcrystal carbon nanomaterial, preparation method therefor and use thereof
CN108083261B (zh) * 2018-01-02 2019-12-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 三维多孔碳材料、三维多孔掺氮碳材料、其制备方法和应用
WO2019147883A2 (en) * 2018-01-25 2019-08-01 Northwestern University Methods for reshaping and bonding graphene oxide-based architectures
GB201801590D0 (en) * 2018-01-31 2018-03-14 Swan Thomas & Co Ltd Improvements Relating to Nanomaterials
US11760639B2 (en) 2018-02-02 2023-09-19 Queen's University At Kingston Graphene nanoplatelets derived from thermomechanical exfoliation of graphite
CN108300413A (zh) * 2018-02-05 2018-07-20 合肥欧仕嘉机电设备有限公司 一种机械设备研磨剂及其制备方法
CN108101035B (zh) * 2018-03-06 2020-03-13 绍兴文理学院 一种高质量石墨烯的绿色制备方法
US11926091B2 (en) 2018-03-27 2024-03-12 UNITED STATES OF AMERICA has certain rights in the invention from DOE Grant No. DE-SC0008581 In situ partially degradable separation interface for fabrication of complex near net shape objects by pressure assisted sintering
CN108530075A (zh) * 2018-04-02 2018-09-14 成都智宸科技有限公司 一种超轻高强石墨烯电缆线的制作方法
US10941041B2 (en) 2018-07-06 2021-03-09 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Method of manufacturing graphene using photoreduction
EP3820815A4 (en) * 2018-07-09 2022-04-20 Log 9 Materials Scientific Private Limited SYSTEM AND METHOD FOR SYNTHESIS OF GRAPHEN-ASSISTED PHOTOCATALYTIC NANOMATERIALS FOR AIR PURIFICATION
CN112672978A (zh) * 2018-07-09 2021-04-16 对数9物质科学私人有限公司 大量合成石墨烯和衍生物的系统和方法
CN109319757B (zh) * 2018-09-21 2022-03-08 陕西榆林能源集团有限公司 制备中空开口洋葱碳锂离子电池负极材料的方法
JP2020059793A (ja) * 2018-10-09 2020-04-16 オリンパス株式会社 医療機器用潤滑剤および医療機器
WO2020086632A1 (en) * 2018-10-22 2020-04-30 Rabani Eli Michael Convergent nanofabrication & nanoassembly methods, means & applications thereof, products & systems therefrom including methods and means for conversion of pollutants to useful products
CN109534432B (zh) * 2018-12-17 2021-12-10 长江水利委员会长江科学院 一种去除富营养化水体中磷的生物炭改性材料的制备方法
EP3897951A4 (en) * 2018-12-21 2022-08-31 Performance Nanocarbon, Inc. IN SITU PRODUCTION AND FUNCTIONALIZATION OF CARBONATED MATERIALS BY GAS-LIQUID MASS TRANSFER AND THEIR USES
CN111434757A (zh) * 2019-01-11 2020-07-21 深圳市碳世界润滑油有限公司 一种双烯石墨烯润滑油的制备方法
CN109777561A (zh) * 2019-01-17 2019-05-21 东莞市驰普纳米润滑科技发展有限公司 一种车用润滑油及其制备方法
US11965803B2 (en) 2019-03-27 2024-04-23 Lyten, Inc. Field deployable resonant sensors
US11585731B2 (en) * 2019-03-27 2023-02-21 Lyten, Inc. Sensors incorporated into semi-rigid structural members to detect physical characteristic changes
CN110180598A (zh) * 2019-06-06 2019-08-30 北京工业大学 一种高效非均相电芬顿磁性包膜催化剂的制备方法
CN110270261A (zh) * 2019-06-20 2019-09-24 南京清研新材料研究院有限公司 一种复合纤维用制备装置
JP2022540308A (ja) * 2019-07-08 2022-09-15 アルター ビオタ インコーポレイテッド コンクリート混和剤として使用するための水性酸化グラフェンの製造
CN110183190A (zh) * 2019-07-10 2019-08-30 广州市建筑集团混凝土有限公司 沥青混凝土
IL268457B (en) * 2019-08-04 2022-05-01 Omega 3 Galilee Ltd Oil suspension of edible solids and methods of preparation
CN110508243B (zh) * 2019-08-14 2022-05-31 贵州大学 一种生物质基多孔炭负载铁絮体吸附材料的制备方法及应用
US20220324711A1 (en) * 2019-08-20 2022-10-13 Cti Consulting, Llc Low porosity, functionalized, carbon micro-powders
US11791061B2 (en) 2019-09-12 2023-10-17 Asbury Graphite North Carolina, Inc. Conductive high strength extrudable ultra high molecular weight polymer graphene oxide composite
CN112723342B (zh) * 2019-10-14 2023-02-24 中国石油化工股份有限公司 一种含磷功能化石墨烯及其制备方法和应用
CN110643410A (zh) * 2019-10-19 2020-01-03 晋江市三豪汽车配件有限公司 一种合成动力机油及其制备方法
CN111204829B (zh) * 2020-01-07 2022-04-26 东南大学 基于废纸和石墨的太阳能污水净化气凝胶及其制备方法
CN113337328B (zh) * 2020-03-02 2022-11-25 镒威股份有限公司 润滑组成物
CN111349813B (zh) * 2020-03-27 2021-10-01 西安工业大学 一种智能驱动的m50基自润滑材料及其制备方法
BR102020009121A2 (pt) * 2020-05-07 2021-11-16 Comissão Nacional De Energia Nuclear Processo de síntese de grafeno a partir do método de foto-oxidação assistida por radiação ultravioleta
CN111570239B (zh) * 2020-05-14 2021-07-23 中国科学院兰州化学物理研究所 惰性环境中摩擦力还原氧化石墨烯原位制备石墨烯涂层的方法
CN111559810B (zh) * 2020-05-25 2022-01-28 黑龙江省建筑安装集团有限公司 一种节能型污水处理装置
CN111847431B (zh) * 2020-06-15 2022-07-12 浙江大学 一种低能耗的石墨烯薄膜的制备方法
CN111849592A (zh) * 2020-06-23 2020-10-30 上海晶顿科技有限公司 一种多维纳米切削液助剂
CN111705322B (zh) * 2020-06-24 2022-02-22 威海惠安康生物科技有限公司 一种甜菊苷与醋酸锌复配酸洗缓蚀剂
CN111743192B (zh) * 2020-07-10 2022-05-17 湖北中烟工业有限责任公司 香叶醇-氧化石墨烯缓释导热烟用复合材料的制备方法
CN111996066A (zh) * 2020-07-14 2020-11-27 南宁职业技术学院 一种金属加工用切削液的制备方法
CN112107591A (zh) * 2020-08-27 2020-12-22 天津贝猫科技有限公司 一种关节内液体固体复合润滑剂及制备方法
CN112341219B (zh) * 2020-11-06 2022-05-10 鞍山市和丰耐火材料有限公司 一种钒钛矿做烧结剂的环保转炉补炉砂及其生产方法
CN112275273B (zh) * 2020-11-30 2023-07-07 陕西龙成新材料有限公司 一种氧化石墨烯-碳棒复合材料
DE202021102175U1 (de) 2020-12-01 2022-03-02 Turtle Wax, Inc. Zusammensetzung hergestellt nach einem Verfahren zur Exfolierung und/oder Stabilisierung von Graphen
CN112892499B (zh) * 2021-01-20 2023-08-22 常州大学 一种自发泡型氧化石墨烯/聚二甲基硅氧烷海绵体的制备方法
CN113048846A (zh) * 2021-03-12 2021-06-29 汕头大学 Tmpd-txbq共晶材料在激光点火的应用
CN113201379B (zh) * 2021-03-24 2022-08-19 苏州艾古新材料有限公司 一种负载铁的石墨烯基二硫化钨纳米润滑剂添加剂及其制备方法
KR102384901B1 (ko) * 2021-04-27 2022-04-25 주식회사 캐프 그래핀을 포함하는 와이퍼 블레이드용 코팅 조성물 및 이를 이용하여 코팅된 와이퍼 블레이드
CN113217603B (zh) * 2021-04-30 2023-02-24 四川固锐德科技有限公司 用于重载车主减系统的圆柱轮及其制备方法
KR102529546B1 (ko) 2021-04-30 2023-05-09 한국과학기술연구원 저분자량의 유기 화합물을 이용한 그래핀의 제조방법
CN113213455A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 无锡纤发新材料科技有限公司 一种微波辅助快速制备磁性石墨烯多维杂化材料的方法
CN113337327B (zh) * 2021-05-31 2023-01-24 西北工业大学 一种调控界面摩擦的纳米润滑添加剂、制造方法和用途
CN113481039A (zh) * 2021-06-01 2021-10-08 一汽奔腾轿车有限公司 一种仿生非光滑表面结构的新型机油添加剂及其制备方法
KR102362768B1 (ko) * 2021-08-27 2022-02-14 권성오 에어 확산 기능을 강화한 분체도장 에어건용 에어 분포 장치
CN113801721B (zh) * 2021-09-28 2022-11-04 南京科润工业介质股份有限公司 一种高电导率齿轮磨削油
CN113800806A (zh) * 2021-11-01 2021-12-17 湖南先锋建材有限公司 一种混凝土减水剂及其生产方法
WO2023086460A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-19 Ovidium Llc Graphene-containing hair care products
US11572521B1 (en) * 2021-11-12 2023-02-07 Hamilton Sundstrand Corporation Corrosion resistant dry film lubricants
CN114162810A (zh) * 2021-11-12 2022-03-11 湖北民族大学 一种石墨烯-铅化合物纳米复合材料及其制备方法
CN114381324B (zh) * 2022-01-26 2022-09-13 西北工业大学 一种功能化洋葱碳材料纳米添加剂及其制备方法和应用
CN114540100B (zh) * 2022-03-14 2023-01-17 王朝璇 可生物降解润滑油用抗氧化剂及其制备方法和润滑油
CN114988405B (zh) * 2022-05-23 2023-12-29 海南师范大学 一种苦丁茶生物多孔碳材料的制备方法及应用
KR102565958B1 (ko) * 2022-07-19 2023-08-11 주식회사 코나솔 윤활유 조성물
US20240059955A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Mitigation of Transient Gels in Cements
US20240059608A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-22 Halliburton Energy Services, Inc. Use of Graphene to Enhance Stability and Density Control of Cement Slurries
US11981858B2 (en) 2022-08-22 2024-05-14 Halliburton Energy Services, Inc. Graphene fluid utilized to suspend particulates
CN115403037B (zh) * 2022-08-31 2023-08-22 西南交通大学 改性氧化石墨烯及其制备方法，润滑油及其制备方法
CN116119653B (zh) * 2023-02-08 2023-11-21 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种多功能抗聚集猝灭碳纳米洋葱及其制备方法与应用
CN115850849B (zh) * 2023-02-17 2023-04-18 广东南洋电缆股份有限公司 一种可自由弯折的耐磨耐候性无卤低烟电缆料及其制备方法和在机器人中的应用
US11807548B1 (en) 2023-04-04 2023-11-07 King Faisal University Magnetic date palm charcoal nanocomposites and synthesis thereof
CN117398530B (zh) * 2023-11-15 2024-03-26 上海科进医疗科技有限公司 一种石墨烯医用水溶性润滑剂及其制备方法

Family Cites Families (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU859427A1 (ru) * 1979-12-17 1981-08-30 Институт механики металлополимерных систем АН БССР Смазочна композици дл узлов трени
SU876701A1 (ru) * 1980-01-25 1981-10-30 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им. И.М.Губкина Смазочное масло
US4643838A (en) * 1985-09-18 1987-02-17 Chevron Research Company Normally liquid C18 to C24 monoalkyl catechols
US5736493A (en) * 1996-05-15 1998-04-07 Renewable Lubricants, Inc. Biodegradable lubricant composition from triglycerides and oil soluble copper
RU2119940C1 (ru) * 1997-12-10 1998-10-10 Мамина Людмила Ивановна Смазочная композиция
DE10138687A1 (de) * 2001-08-07 2003-02-27 Suedzucker Ag Kohlenhydrat-Ester für Schmierstoffanwendungen
CN1268771C (zh) * 2001-08-15 2006-08-09 刘长福 钢液净化剂
US20030191032A1 (en) * 2002-01-31 2003-10-09 Deckman Douglas E. Mixed TBN detergents and lubricating oil compositions containing such detergents
US7071258B1 (en) 2002-10-21 2006-07-04 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plates
US20060073275A1 (en) * 2002-12-27 2006-04-06 Shigeo Maruyama Process and apparatus for producing single-walled carbon nanotube
JP4204340B2 (ja) * 2003-02-06 2009-01-07 株式会社ジャパンエナジー 超低硫黄分内燃機関用潤滑油
US7771821B2 (en) * 2003-08-21 2010-08-10 Nissan Motor Co., Ltd. Low-friction sliding member and low-friction sliding mechanism using same
US20070292698A1 (en) 2004-03-26 2007-12-20 Luna Innovations Incorporated Trimetaspheres as Dry Lubricants, Wet Lubricants, Lubricant Additives, Lubricant Coatings, Corrosion-Resistant Coatings and Thermally-Conductive Materials
JP2005281110A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Jigyo Sozo Kenkyusho:Kk 機能性ナノカーボンの製造方法、及び製造装置
BRPI0513060B1 (pt) * 2004-07-09 2014-12-09 Shell Int Research Uso de uma composição de óleo lubrificante
US7186474B2 (en) 2004-08-03 2007-03-06 Nanotek Instruments, Inc. Nanocomposite compositions for hydrogen storage and methods for supplying hydrogen to fuel cells
US7842271B2 (en) 2004-12-07 2010-11-30 Petrik Viktor I Mass production of carbon nanostructures
US7662321B2 (en) 2005-10-26 2010-02-16 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate-reinforced composite materials and method of producing same
US7566410B2 (en) 2006-01-11 2009-07-28 Nanotek Instruments, Inc. Highly conductive nano-scaled graphene plate nanocomposites
US7623340B1 (en) 2006-08-07 2009-11-24 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate nanocomposites for supercapacitor electrodes
US7785492B1 (en) 2006-09-26 2010-08-31 Nanotek Instruments, Inc. Mass production of nano-scaled platelets and products
US8741821B2 (en) * 2007-01-03 2014-06-03 Afton Chemical Corporation Nanoparticle additives and lubricant formulations containing the nanoparticle additives
US7892514B2 (en) 2007-02-22 2011-02-22 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing nano-scaled graphene and inorganic platelets and their nanocomposites
US7887927B2 (en) 2007-03-09 2011-02-15 Nanotek Instruments, Inc. Highly conductive, multi-layer composite precursor composition to fuel cell flow field plate or bipolar plate
US8132746B2 (en) 2007-04-17 2012-03-13 Nanotek Instruments, Inc. Low-temperature method of producing nano-scaled graphene platelets and their nanocomposites
US8466096B2 (en) * 2007-04-26 2013-06-18 Afton Chemical Corporation 1,3,2-dioxaphosphorinane, 2-sulfide derivatives for use as anti-wear additives in lubricant compositions
US7824651B2 (en) 2007-05-08 2010-11-02 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing exfoliated graphite, flexible graphite, and nano-scaled graphene platelets
JP4957383B2 (ja) * 2007-05-29 2012-06-20 パナソニック株式会社 潤滑油を用いた流体軸受装置、これを用いたモータ、および、潤滑油を用いた圧縮機
US7948739B2 (en) 2007-08-27 2011-05-24 Nanotek Instruments, Inc. Graphite-carbon composite electrode for supercapacitors
US7758783B2 (en) 2007-09-17 2010-07-20 Nanotek Instruments, Inc. Continious production of exfoliated graphite composite compositions and flow field plates
US7875219B2 (en) 2007-10-04 2011-01-25 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing nano-scaled graphene platelet nanocomposite electrodes for supercapacitors
US7993780B2 (en) 2007-10-05 2011-08-09 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing carbon anode compositions for lithium ion batteries
US7745047B2 (en) 2007-11-05 2010-06-29 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene platelet-base composite anode compositions for lithium ion batteries
US8119288B2 (en) 2007-11-05 2012-02-21 Nanotek Instruments, Inc. Hybrid anode compositions for lithium ion batteries
US7790285B2 (en) 2007-12-17 2010-09-07 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene platelets with a high length-to-width aspect ratio
CN102369169B (zh) * 2008-01-07 2016-01-20 威斯技术基金会公司 鉴别和表征物料溶剂和复合基质的方法和装置及其使用方法
JP2009234815A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Fujitsu Ltd グラフェンシート系材料の処理方法及び装置
WO2009152239A1 (en) * 2008-06-10 2009-12-17 Nanotune Technologies Corp. Nanoporous electrodes and related devices and methods
TW201012749A (en) * 2008-08-19 2010-04-01 Univ Rice William M Methods for preparation of graphene nanoribbons from carbon nanotubes and compositions, thin films and devices derived therefrom
US8114375B2 (en) 2008-09-03 2012-02-14 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing dispersible nano graphene platelets from oxidized graphite
US8216541B2 (en) 2008-09-03 2012-07-10 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing dispersible and conductive nano graphene platelets from non-oxidized graphitic materials
KR101035279B1 (ko) * 2008-11-05 2011-05-18 주식회사 포스코 강판 표면처리용 수지 조성물 및 이를 이용한 표면처리 강판
US8871821B2 (en) * 2008-12-04 2014-10-28 Tyco Electronics Corporation Graphene and graphene oxide aerogels
CA2750658C (en) * 2009-01-26 2013-12-03 Bakers Hughes Incorporated Additives for improving motor oil properties
CN101513998B (zh) * 2009-02-11 2011-01-05 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种有序氧化石墨烯薄膜的制备方法
GB0913011D0 (en) * 2009-07-27 2009-09-02 Univ Durham Graphene
US8226801B2 (en) 2009-07-27 2012-07-24 Nanotek Instruments, Inc. Mass production of pristine nano graphene materials
US8222190B2 (en) 2009-08-19 2012-07-17 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene-modified lubricant
US7999027B2 (en) 2009-08-20 2011-08-16 Nanotek Instruments, Inc. Pristine nano graphene-modified tires
US8361430B2 (en) 2010-01-12 2013-01-29 National Nanomaterials, Inc. Method and system for producing graphene and graphenol
CN101913598B (zh) * 2010-08-06 2012-11-21 浙江大学 一种石墨烯薄膜制备方法
US8420042B2 (en) * 2010-09-21 2013-04-16 High Temperature Physics, Llc Process for the production of carbon graphenes and other nanomaterials
KR101348925B1 (ko) * 2012-03-15 2014-01-10 한국수력원자력 주식회사 방사선을 이용한 유기물로부터의 그래핀 제조방법 및 이에 제조된 그래핀

Also Published As

Publication number Publication date
TWI465395B (zh) 2014-12-21
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TW201510211A (zh) 2015-03-16
CA2857947C (en) 2015-08-04
SG10201601992SA (en) 2016-04-28
JP2014514231A (ja) 2014-06-19
CN103534205A (zh) 2014-01-22
IL228350A0 (en) 2013-12-31
ECSP13012961A (es) 2015-04-30
EP2686271A4 (en) 2015-01-21
US20140227211A1 (en) 2014-08-14
US20140134092A1 (en) 2014-05-15
JP5760101B2 (ja) 2015-08-05
KR20140108732A (ko) 2014-09-12
TWI551677B (zh) 2016-10-01
CA2892532A1 (en) 2012-09-20
US8865113B2 (en) 2014-10-21
KR20140038384A (ko) 2014-03-28
AU2012229052A1 (en) 2013-10-10
AP2013007168A0 (en) 2013-10-31
SG193354A1 (en) 2013-10-30
KR102228254B1 (ko) 2021-03-17
JP6033366B2 (ja) 2016-11-30
EA201301031A1 (ru) 2014-06-30
WO2012125854A1 (en) 2012-09-20
IL243397B (en) 2019-03-31
EP2686271A1 (en) 2014-01-22
KR101479894B1 (ko) 2015-01-06
CN103534205B (zh) 2018-12-28

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US9932238B2 (en) Graphene and graphene oxide nano-environments for chemical reactions and atomic reformations
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