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石墨烯的结构设计与多功能固体自润滑材料的智能摩擦磨损

聚合物复合材料的多功能化是指通过简单的结构设计将多种性能联系起来，同时实现多种性能共同优化的能力。随着机械设备服役环境复杂化和制造业轻量化的迫切需求，多功能聚合物自润滑材料的应用的需求迅速扩大。为解决基于表面修饰和涂层的智能润滑系统稳定性低，导热性差导致摩擦热堆积，改性填料分散性差，重复利用难度大及磨损监测等问题，发展了一系列基于石墨烯的多功能固体自润滑材料。通过模板法、表面改性和金属离子诱导交联设计制备了具有“宏观网络/微观有序”的石墨烯三维结构，将热固性树脂（环氧）浸渍到网格中形成“双网络”结构，并尝试通过相变材料复配和动态共价键引入，实现多功能设计。“双网络”结构设计解决了功能填料的分散性问题，在较低的添加量下同时改善了减摩抗磨和导热性能，具备良好的“光热效应”，摩擦系数实时可控。引入动态共价键后不仅赋予热固性树脂循环利用可回收的能力，还实现了优异的摩擦再设计，磨损自报告，磨损修复等一体化、程序化、智能化设计。有望从材料组成、面体结构、功能梯度角度出发，对多功能固体自润滑材料的设计与制造提供新的思路。

关键词：结构设计；动态共价键；多功能；智能摩擦