905 / 2022-07-08 17:48:07

MXene无溶剂共价型纳米流体：兼具固、液润滑优势的润滑剂

润滑是减少摩擦、降低或避免磨损的最有效手段。为了弥补单一液体润滑剂或固体润滑剂在使用过程中的不足，亟需研发一种兼具液体润滑剂和固体润滑剂优势的新型润滑材料，以满足当前对润滑材料多功能、高性能的苛刻需求。无溶剂纳米流体具有典型的核-壳结构，纳米粒子作为“核”能够保持其纳米结构和特性，可显著提升承载能力和抗磨损性能；“壳”层为柔性有机双分子层，在整个体系中充当“溶剂”的角色，赋予纳米粒子良好的流动性和分散稳定性。然而，目前所使用的内核纳米材料仅限于修饰方法成熟的石墨烯、SiO₂、MoS₂及其复合材料，而对于一些具有润滑性能的纳米材料研究欠缺。因此，从固液协同润滑角度出发，以具有自润滑性能和表面可修饰性的MXene为核材料，有机分子外壳则采用更加牢固、稳定的共价键结合方式（KH560-M2070），发展出具有高分散稳定性和良好润滑性能的MXene无溶剂共价型纳米流体，并考察其作为润滑剂时的摩擦学性能和润滑机制。研究发现，MXene无溶剂共价型纳米流体具有良好的热稳定性、室温流动性和显著的减摩抗磨特性。分析认为纳米流体中的有机分子中 O、 N 等元素在摩擦热作用下与基底发生摩擦化学反应，同时摩擦过程中MXene嵌入摩擦膜中，从而显著提高了纳米流体润滑材料的抗磨性能和承载能力。