Il appartient à une mince couche d'huile à moteur de prévenir l'usure dans l'environnement d'un moteur où la température et la pression sont élevées. Depuis environ 70 ans, des additifs appelés dithiophosphates de dialkyle et de zinc (DPDZ) jouent un rôle à cet égard. On sait que ces additifs se transforment en une pellicule protectrice lorsqu'ils sont soumis à ces conditions, mais les mécanismes particuliers de cette transformation échappent aux chercheurs depuis des décennies.
Abandonnant la méthode expérimentale traditionnelle, le chimiste Nicholas Mosey a eu recours, dans le cadre de ses travaux de recherche doctorale, à des méthodes de simulation par ordinateur pour cerner les quatre processus distincts qui se combinent pour transformer les DPDZ en une pellicule protectrice. Ces travaux lui ont valu un Prix de doctorat du CRSNG de 2007.
Les travaux de M. Mosey devraient aider l'industrie automobile et l'industrie des lubrifiants à concevoir de nouveaux additifs anti-usure. Ils tombent à point, puisque les DPDZ sont inefficaces dans les moteurs en aluminium d'aujourd'hui, sans compter que la réglementation environnementale en restreint sévèrement l'usage.
« Il est pratiquement impossible d'obtenir directement des données sur le comportement moléculaire dans l'environnement extrême d'un moteur en marche à l'aide des méthodes expérimentales, affirme M. Mosey. Les méthodes de simulation nous ont permis de contribuer à régler un problème qui existe depuis des décennies. »
Au moyen de modèles informatiques, M. Mosey a analysé les processus qui interviennent à l'échelle moléculaire afin de montrer que certaines réactions mènent à la décomposition des DPDZ en plusieurs autres produits. Ceux-ci sont ensuite polymérisés, c'est-à-dire qu'ils forment des chaînes de molécules. Des pellicules se forment en raison de la pression du moteur, puis se solidifient en raison de leur exposition à une pression encore plus forte.
Dans sa quête d'une nouvelle génération d'additifs pour les huiles à moteur, M. Mosey a élaboré un modèle complet de la formation des pellicules protectrices, qui tient compte de l'importance, jusque là inconnue, de la pression extrême. Le modèle définit non seulement les caractéristiques que doivent avoir les nouveaux produits, mais aussi les lacunes des DPDZ qui en justifient le remplacement.
Les résultats de ces travaux seront utiles pour créer de meilleures huiles à moteur, mais selon M. Mosey, ils pourraient aussi avoir des applications dans des domaines tels que la synthèse des matériaux nanoporeux et dans des environnements où il y a une friction entre des objets.
M. Mosey est reconnu par ses pairs comme un chercheur extrêmement productif, et ses travaux ont été salués pour leur envergure et leur profondeur exceptionnelles. De grandes entreprises de produits pétrochimiques s'inspirent de ses idées pour concevoir de nouveaux additifs anti-usure. En outre, sa thèse a donné lieu à un certain nombre d'articles parus dans des publications revues par des pairs, notamment la prestigieuse revue Science.
Enfin, M. Mosey a également remporté le Prix postdoctoral Howard-Alper du CRSNG de 2006.