【儀表網 研發(fā)快訊】結構超潤滑是近代摩擦學研究的重要分支，指的是兩個晶體表面非公度接觸時摩擦近乎為零的潤滑狀態(tài)。結構超潤滑將為太空探測、空間運輸、精密制造和高端裝備等領域帶來變革性進步。
 

　　近年來，中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室納米潤滑課題組圍繞結構超潤滑宏觀尺度實現與工程化應用方面開展研究，并取得了系列進展，對推動結構超潤滑新概念技術和實現工程應用具有重要意義。
 

　　近日，研究人員在面向工程應用的宏觀結構超潤滑尺度設計與實現等方面取得新進展。以往結構超潤滑研究局限于由兩個晶體表面組成的單個有限尺寸(納米或微米量級)摩擦結上，公度與非公度轉變機理是解釋單個摩擦結滑動行為的基本科學原理，導致結構超潤滑規(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現其在工程支撐基底上無破壞轉移，阻礙了結構超潤滑的宏觀放大和工程應用。因此，探索實現商業(yè)規(guī)模生產的范德華異質納米粉體的宏觀超滑途徑至關重要。然而，范德華異質納米粉體摩擦前難以形成有序結，同時，形成有序摩擦結后大量有限尺寸結之間存在復雜的接觸重構，對實現范德華異質納米粉體的宏觀結構超潤滑提出了挑戰(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的簡易方法，實現了二維納米粉體到異質結轉化，制備了由大量納米尺度同質結和異質結共存的材料，實現了載荷、速度等可調、寬溫域(-200~300°C)和宏觀尺度結構超潤滑，揭示了異質滑移和同質鎖定的超滑調控機制。該研究對結構超潤滑的規(guī)模放大和工程應用具有重要意義。
 

　　相關研究成果以Tunable, wide-temperature and macroscale superlubricity enabled by nanoscale van der Waals heterojunction-to-homojunction transformation為題，發(fā)表在《先進材料》(Advanced Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃、中國科學技術協會海外智力為國服務行動計劃和蘭州化物所青年科技工作者協同創(chuàng)新聯盟合作基金等的支持。
 

　　原標題：蘭州化物所宏觀結構超潤滑研究獲新進展
 

圖1 整體研究思路圖