还原氧化石墨烯与碳化聚合物点协同作用的摩擦化学增强润滑性能

还原氧化石墨烯与碳化聚合物点协同作用的摩擦化学增强润滑性能

        表面活性剂的共价接枝和复合材料的制备往往用以解决还原氧化石墨烯（rGO）的分散稳定性问题。然而，这些方法会对rGO的原始结构产生不利影响，从而降低其天然性质。然而，使用自下而上的合成方法制备的碳聚合物点结合了传统碳纳米材料的多种优势。由于其优异的性能，如小规模、大比表面积、可设计的结构和优异的机械性能，CPDs已被用作新型润滑添加剂，并表现出优异的摩擦学性能。此外，“摩擦化学”是指在边界或混合润滑条件下，由于机械力和摩擦热，纳米流体和摩擦副之间引发的化学反应。这些反应形成了一层保护膜，可以即时补偿滑动界面的损失，有效降低材料的摩擦系数和磨损率，从而提高机械系统的耐用性和可靠性。有了这些优势，CPD的球形结构可以充当滚动轴承，增加与基体的接触面积，并将两个相对的表面分离，有效地将滑动摩擦转化为滚动摩擦。因此，CPD有望成为润滑剂添加剂的潜在候选者。近年来，北方民族大学材料科学与工程学院郭生伟教授研究团队在功能材料的应用方面积累了丰富的经验。通过使用摩擦化学，将功能材料的优势与润滑技术相结合，设计出高效、可持续的润滑油添加剂。

        还原氧化石墨烯（rGO）因其独特的物理化学性质而成为新一代润滑材料。然而，rGO在基础油中的聚集现象仍然是其可持续和工业应用的一个重大瓶颈。为了解决这个问题，郭生伟教授研究团队开发了一种策略，使用分散剂Span 80（SP）辅助的碳化聚合物点（CPD）来增强rGO的润滑性能。这项研究使用各种分析技术证明了这种方法的有效性。实验数据表明，制备的CPD/rGO/SP纳米流体在沉降试验中表现出显著的分散稳定性。从宏观摩擦学角度来看，CPD/rGO/SP纳米流体表现出优异的减摩抗磨性能。与基础油相比，其平均摩擦系数和磨痕直径分别降低了33.1%和39.8%。进一步的实验还表明，纳米流体在特定负载、特定转速和延长润滑条件下表现出有效的润滑特性。机理分析表明，CPDs和rGO之间的界面相互作用产生了显著的协同效应，为形成连续致密的摩擦膜、有效隔离摩擦配合面、实现高效润滑提供了条件。因此，本研究为解决rGO在油基润滑中的关键问题提供了一个简单而通用的解决方案，为其大规模工业化生产奠定了基础。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622323009399?via%3Dihub