寧波材料所研發出的石墨烯潤滑劑為機械摩擦問題提供新方案

近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋功能材料團隊基于石墨烯，開發出了一種新的環境友好型水基潤滑劑，為機械摩擦問題提供了新的解決方案。目前，相關研究成果已發表在國際著名SCI期刊《Carbon》上，并申請了國家發明專利。石墨烯是一種二維碳基納米材料，具有優異力學性能，材料片層之間的滑動摩擦系數極低。發展石墨烯基水潤滑添加劑，有望突破現有水潤滑介質的性能極限，能大幅提升先進水潤滑系統的壽命和可靠性。通過一系列化學研究方式，團隊以甲苯二異氰酸酯作為橋聯劑，制備出了單端帶有氨基的聚乙二醇衍生物(PEG)，利用其上的氨基與羧基化石墨烯上的羧基發生酰胺化反應，最終得到聚乙二醇共價鍵功能化修飾的石墨烯(PEG-G)。PEG提高了石墨烯的水分散性和對摩擦副(兩個既直接接觸又產生相對摩擦運動的物體所構成的體系稱為摩擦副)的潤濕性，使其在摩擦副表面形成潤滑保護膜，避免了摩擦副之間的直接接觸，從而降低了摩擦系數和磨損率，摩擦系數最大降低約39%，磨損率最大降低約81%。