【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑是近代摩擦學(xué)研究的重要分支，指的是兩個(gè)晶體表面非公度接觸時(shí)摩擦近乎為零的潤(rùn)滑狀態(tài)。結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑將為太空探測(cè)、空間運(yùn)輸、精密制造和高端裝備等領(lǐng)域帶來(lái)變革性進(jìn)步。
近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室納米潤(rùn)滑課題組圍繞結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑宏觀尺度實(shí)現(xiàn)與工程化應(yīng)用方面開展研究，并取得了系列進(jìn)展，對(duì)推動(dòng)結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑新概念技術(shù)和實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用具有重要意義。
近日，研究人員在面向工程應(yīng)用的宏觀結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑尺度設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等方面取得新進(jìn)展。以往結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑研究局限于由兩個(gè)晶體表面組成的單個(gè)有限尺寸(納米或微米量級(jí))摩擦結(jié)上，公度與非公度轉(zhuǎn)變機(jī)理是解釋單個(gè)摩擦結(jié)滑動(dòng)行為的基本科學(xué)原理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑規(guī)模放大途徑集中于如何制備大尺寸二維單晶材料以及如何實(shí)現(xiàn)其在工程支撐基底上無(wú)破壞轉(zhuǎn)移，阻礙了結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑的宏觀放大和工程應(yīng)用。因此，探索實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的范德華異質(zhì)納米粉體的宏觀超滑途徑至關(guān)重要。然而，范德華異質(zhì)納米粉體摩擦前難以形成有序結(jié)，同時(shí)，形成有序摩擦結(jié)后大量有限尺寸結(jié)之間存在復(fù)雜的接觸重構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)范德華異質(zhì)納米粉體的宏觀結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑提出了挑戰(zhàn)。
研究開發(fā)了通過摻入石墨烯邊緣氧削弱納米粉體邊緣釘扎效應(yīng)的簡(jiǎn)易方法，實(shí)現(xiàn)了二維納米粉體到異質(zhì)結(jié)轉(zhuǎn)化，制備了由大量納米尺度同質(zhì)結(jié)和異質(zhì)結(jié)共存的材料，實(shí)現(xiàn)了載荷、速度等可調(diào)、寬溫域(-200~300°C)和宏觀尺度結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑，揭示了異質(zhì)滑移和同質(zhì)鎖定的超滑調(diào)控機(jī)制。該研究對(duì)結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑的規(guī)模放大和工程應(yīng)用具有重要意義。
相關(guān)研究成果以Tunable, wide-temperature and macroscale superlubricity enabled by nanoscale van der Waals heterojunction-to-homojunction transformation為題，發(fā)表在《先進(jìn)材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)海外智力為國(guó)服務(wù)行動(dòng)計(jì)劃和蘭州化物所青年科技工作者協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟合作基金等的支持。
原標(biāo)題：蘭州化物所宏觀結(jié)構(gòu)超潤(rùn)滑研究獲新進(jìn)展
圖1 整體研究思路圖
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