Motorväxlar, planpropeller, kylkompressorer, vindkraftverk - listan över viktiga industrimaskiner, jordbruksutrustning, transportfartyg, och hemapplikationer som är beroende av smörjmedel kan vara oändliga. Dessa hala ämnen håller bokstavligen världen igång, berör nästan varje aspekt av det moderna livet och omfattar en global industri värd mer än 60 miljarder dollar årligen.

Och ändå, lika viktiga som de är för vårt sätt att leva, smörjmedel lämnar ett tungt miljöavtryck. Vanliga smörjmedel, oljor, fetter och mjukgörande medel består vanligtvis av mineral, eller petroleum, basoljor – ofta upp till 90 viktprocent. Dessa mineralbasoljor är mycket flyktiga och tenderar att tjockna snabbt, vilket innebär att smörjmedel måste bytas ut ofta, genererar avfall.

Syntetiska basoljor är nyckeln till effektiva smörjmedel – på grund av deras bättre smörjegenskaper, stabilitet, och lämplighet för extrema temperaturer jämfört med deras vanliga mineralbaserade oljor - men att producera dem med inställbara (dvs anpassningsbara) strukturer och specifikationer kan vara både utmanande och dyrt. Denna brist på avstämbarhet skapar ett behov av att blanda basoljan med flera dyra tillsatser, öka smörjmedlens miljöavtryck.

Nu, forskare vid University of Delaware-ledda Catalysis Center for Energy Innovation (CCEI) och utredare från dess partnerinstitutioner arbetar för att lösa dessa problem. Deras resultat rapporterar en strategi för att skapa förnybara smörjmedelsbasoljor effektivt från icke-livsmedelsbiomassa – saker som trä, switchgrass och andra hållbara, organiskt avfall och fettsyror, som finns i använda vegetabiliska oljor och animaliskt fett.

Gruppens forskning har publicerats i senaste numret av Vetenskapens framsteg , och en internationell patentansökan har lämnats in för att säkra immateriella rättigheter för deras innovativa metoder.

"Detta är ett av de första försöken att göra förnybara smörjmedel från rikliga råvaror, och på ett mycket exakt kemiskt sätt så att arkitekturen för dessa stora molekyler slås in, något ouppnåeligt med råolja, sa Dion Vlachos, grundare och chef för CCEI och Allan och Myra Ferguson professor i kemi- och biomolekylär teknik. "Produkten är helt klart ett högpresterande material med avstämbara egenskaper, till skillnad från allt på marknaden."

Basu Saha, biträdande direktör på CCEI, pekar på katalys som nyckeln till att syntetisera dessa nya basoljor.

"Katalysatorer används för att påskynda kemiska reaktioner och skapa nya material, " Saha sa. "För smörjmedel, katalys gör det möjligt för forskare att inte bara syntetisera nya och befintliga strukturellt liknande basoljor från biobaserad råvara, men ger omfattande kontroll över molekylernas vikt, storleksfördelning, förgrening och specifikationer."

Producerade basoljor är lämpliga för ett brett spektrum av befintliga applikationer utan att kräva höga mängder tillsatser i smörjmedelsformuleringen, sa Sibao Liu, en postdoktor vid UD och en av uppsatsens medförfattare.

"Vi har tillhandahållit en ny, effektiv och mångsidig katalytisk reaktionsväg för syntes av förnybara smörjmedel med inställbara egenskaper, ", tillägger Liu. "Vi hoppas att detta så småningom skulle kunna ersätta tillverkningsprocessen för vissa smörjmedel som används idag och minimera miljöns koldioxidavtryck, även om det fortfarande är en lång väg kvar."