兰州化物所油脂基超低摩擦润滑材料研究获新进展

2024/12/11 8:35:31 19143: 来源：中国科学院兰州化学物理研究所

摘要：近期，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料重点实验室王道爱研究员团队基于剪切稀化效应的新型亚纳米线基油脂基润滑剂，实现了在宏观尺度下Si3N4与PTFE不同摩擦条件下的超润滑。

　　【仪表网研发快讯】发展新型的超低摩擦磨损润滑材料一直是摩擦学研究的重点任务，可显著降低工业机械能耗、提升设备寿命，进一步推动新一代节能设备的研发。

　　近期，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料重点实验室王道爱研究员团队基于剪切稀化效应的新型亚纳米线基油脂基润滑剂(图1)，实现了在宏观尺度下Si3N4与PTFE不同摩擦条件下的超润滑，在12小时内无需补充润滑剂，摩擦系数稳定保持在 0.007，展现出短磨合时间和长期稳定的润滑性能，具备广阔的工业应用前景，为超润滑领域带来了新进展。相关研究成果发表在Adv. Mater.(2024,2412257)上。

图1. 剪切变稀润滑剂的概念示意图

　　研究人员还利用剪切变稀的亚纳米线材料的三维网络结构，实现了多种基础油的限域，发展了一系列半固态凝胶润滑剂(图2)，进一步提高了多种基础油的润滑性能，并在超过13万次摩擦周期内保持稳定，展现其长期应用的潜力。最为关键的是，通过在实验室中扩大原料比例，可成功制备千克级产品，展现出其在工业应用中的潜力。除此之外，基于亚纳米线与PAO6润滑油复配制备的润滑剂还实现了钢-钢界面的减摩抗磨，极大提高了PAO6润滑油的润滑性能及承载性能。相关研究成果发表在ACS Nano(2024,DOI:10.1021/acsnano.4c12703)上，兰州化物所博士生王刘程和张立强助理研究员为论文共同第一作者，王道爱研究员为通讯作者。

图2. 多种润滑油与亚纳米线基润滑剂复配后性能得到提升

　　以上工作得到了中国科学院、国家自然科学基金委、甘肃省重大科技专项等项目的支持。