兰州化物所原位机械/摩擦化学体系构建的自适应润滑研究取得新进展

2022-12-06 11:06

信息兰州网消息 记者从兰州化物所获悉,近日,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室材料表面与界面研究团队从机械化学和摩擦化学的共性科学问题出发,将机械化学界面有序设计策略引入到摩擦化学的研究思路中,创新性地提出了基于界面摩擦诱导的原位click摩擦化学反应(tribo-click)构建的自适应润滑。

据悉,这种新颖的定向诱导自适应润滑体系将机械化学与经典的click反应相结合,在金属铜滑动界面上原位生成三氮唑类活性产物,其中铜既是滑动摩擦副,更是tribo-click反应的催化源(亚铜离子)。与传统的界面改性不同,这里摩擦剪切作用力既是参与者又是受益者,摩擦作为动力实时地催化铜界面上的摩擦化学反应,生成的活性产物即时地补偿界面磨损消耗并立即形成摩擦膜保护滑动界面。可见,“取之摩擦,用之摩擦”这一巧妙策略,是实现自适应润滑的关键。

研究结果表明:在高承载和多工况条件下,原位tribo-click体系都能高效地实现摩擦降低,并在矿物油和合成基础油中均表现出优异的自适应润滑性。分子动力学模拟表明:原位tribo-click自润滑体系实现了界面摩擦膜的形成、消耗和补给的动态平衡过程,这归功于原位活性产物在界面上的延伸平行吸附模型和接触区富集机制。

因此,界面摩擦诱导原位tribo-click自润滑体系在系统设计和性能优化方面,丰富了智能自适应润滑体系的研究。同时,这种减摩抗磨的概念验证策略将彻底改变润滑体系的未来设计,对机械工程中的润滑系统和技术的新发展具有重要意义和价值。

兰州日报社全媒体记者 华静