Gels colloïdaux aqueux à base de nano-silice comme lubrifiant thixotrope écologique.

Une étude par voie sèche, publiée le 19 juin 2025, présente un gel colloïdal à base de nano-silice (à base aqueuse) comme lubrifiant performant, capable de diviser le coefficient de friction jusqu’à -97 % et d’atteindre un taux d’usure très faible

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Les risques environnementaux posés par les lubrifiants traditionnels à base d’huile et de graisse peuvent être considérablement atténués par l’adoption d’alternatives aqueuses conçues avec des performances rhéologiques supérieures. Dans ce travail, nous présentons un gel colloïdal thixotrope aqueux fondamentalement nouveau et écologiquement durable de nanoparticules de silice formé en présence de NaCl. Nous avons mené une étude systématique et détaillée de leurs caractéristiques rhéologiques et tribologiques. Les performances tribologiques ont été évaluées en conditions sèches et lubrifiées à l’eau pour une interface acier-acier. Nos expériences démontrent que les performances tribologiques du gel nanoparticulaire formulé peuvent être optimisées en ajustant ses propriétés rhéologiques. Une combinaison de frottement extrêmement faible et d’usure négligeable a été observée. Le coefficient de frottement a été réduit jusqu’à 97,46 % (de 0,63 à 0,016) par rapport au glissement à sec, et de 97,04 % (de 0,541 à 0,016) par rapport à la lubrification à l’eau. De même, le taux d’usure spécifique a diminué jusqu’à 99,62 % et 96,10 % respectivement en conditions sèches et en lubrification à l’eau. Cette performance est attribuée à un gel thixotrope et chimiquement robuste formé par des interactions de van der Waals entre des flocs de silice, permettant des propriétés d’auto-réparation, la formation continue de tribofilms et un effet nano-porteur grâce aux nanoparticules de silice. Ces propriétés permettent au gel de conserver et de retrouver sa structure pendant les périodes sans cisaillement, tout en formant un film mince de viscosité suffisamment faible pour se glisser dans la zone de contact interfaciale et la réapprovisionner en lubrifiant en continu.