寧波材料所研發(fā)出的石墨烯潤滑劑為機(jī)械摩擦問題提供新方案

近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋功能材料團(tuán)隊基于石墨烯，開發(fā)出了一種新的環(huán)境友好型水基潤滑劑，為機(jī)械摩擦問題提供了新的解決方案。目前，相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際著名SCI期刊《Carbon》上，并申請了國家發(fā)明專利。石墨烯是一種二維碳基納米材料，具有優(yōu)異力學(xué)性能，材料片層之間的滑動摩擦系數(shù)極低。發(fā)展石墨烯基水潤滑添加劑，有望突破現(xiàn)有水潤滑介質(zhì)的性能極限，能大幅提升先進(jìn)水潤滑系統(tǒng)的壽命和可靠性。通過一系列化學(xué)研究方式，團(tuán)隊以甲苯二異氰酸酯作為橋聯(lián)劑，制備出了單端帶有氨基的聚乙二醇衍生物(PEG)，利用其上的氨基與羧基化石墨烯上的羧基發(fā)生酰胺化反應(yīng)，最終得到聚乙二醇共價鍵功能化修飾的石墨烯(PEG-G)。PEG提高了石墨烯的水分散性和對摩擦副(兩個既直接接觸又產(chǎn)生相對摩擦運動的物體所構(gòu)成的體系稱為摩擦副)的潤濕性，使其在摩擦副表面形成潤滑保護(hù)膜，避免了摩擦副之間的直接接觸，從而降低了摩擦系數(shù)和磨損率，摩擦系數(shù)最大降低約39%，磨損率最大降低約81%。