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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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鋼/多孔聚酰亞胺界面自適應(yīng)限域超潤滑研究獲進展

2025-08-28 蘭州化學(xué)物理研究所

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語音播報

近期，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員王道愛團隊基于“自適應(yīng)限域潤滑”策略，設(shè)計制備出MoS₂-油凝膠復(fù)合的多孔聚酰亞胺（PPI-gel-TAM）。該材料具有18.2%的高儲油能力和97.7%的油保持率，實現(xiàn)了摩擦系數(shù)為~0.007的鋼/PPI界面自適應(yīng)的宏觀超潤滑和2.81×10^-8·mm³·N^-1·m^-1的低磨損率，展現(xiàn)出出色的摩擦學(xué)性能，為未來發(fā)展高性能工程極限潤滑材料提供了新的見解和思路。

自適應(yīng)潤滑對于運行條件變化較大的系統(tǒng)至關(guān)重要，自適應(yīng)限域潤滑策略利用自適應(yīng)潤滑劑釋放和限域潤滑的協(xié)同效應(yīng)來實現(xiàn)優(yōu)異的摩擦學(xué)性能。在該策略中，為確保持續(xù)的低摩擦和磨損，潤滑劑會根據(jù)不斷變化的條件動態(tài)調(diào)整其釋放和成膜行為。同時，限域潤滑在兩個不同的層級上起作用，形成雙重限域構(gòu)架，協(xié)同增強潤滑性能。研究顯示，在分子到納米尺度上，功能化MoS₂納米片和基礎(chǔ)油均被限制在三維PAO 10凝膠網(wǎng)絡(luò)中，有效抑制了它們在摩擦過程中不受控制的遷移或聚集。在微觀尺度上，改性PAO 10凝膠被進一步限制在PPI基體多孔結(jié)構(gòu)中。其中，界面相互作用主導(dǎo)潤滑劑的流動和成膜行為，從而增強其穩(wěn)定性和潤滑效率。因此，鋼/PPI界面宏觀超潤滑機理可歸因于多孔結(jié)構(gòu)的儲油/釋放、潤滑劑的剪切變稀特性、功能化的二硫化鉬與油分子之間的相互作用以及摩擦保護膜形成四種機制的耦合作用。

相關(guān)研究成果以Hierarchical MoS₂-Oleogel in Porous Polyimides: A Self-Adaptive Confined Lubrication strategy for Ultralow Friction and Wear為題，發(fā)表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、甘肅省等的支持。

論文鏈接

多孔聚酰亞胺的設(shè)計與制備

鋼/多孔聚酰亞胺界面的潤滑機理

自潤滑多孔聚酰亞胺（PPI）憑借其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、機械強度及儲油能力，在航空航天、高端裝備運動部件潤滑中具備不可替代的優(yōu)勢，但其多孔結(jié)構(gòu)也會削弱材料表面強度，導(dǎo)致彈性坍塌和耐磨性下降。因此，探索減少PPI表面磨損的策略對于延長使用壽命和提高材料穩(wěn)定性具有重要作用。近期，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員王道愛團隊基于“自適應(yīng)限域潤滑”策略，設(shè)計制備出MoS2-油凝膠復(fù)合的多孔聚酰亞胺（PPI-gel-TAM）。該材料具有18.2%的高儲油能力和97.7%的油保持率，實現(xiàn)了摩擦系數(shù)為~0.007的鋼/PPI界面自適應(yīng)的宏觀超潤滑和2.81×10-8·mm3·N-1·m-1的低磨損率，展現(xiàn)出出色的摩擦學(xué)性能，為未來發(fā)展高性能工程極限潤滑材料提供了新的見解和思路。自適應(yīng)潤滑對于運行條件變化較大的系統(tǒng)至關(guān)重要，自適應(yīng)限域潤滑策略利用自適應(yīng)潤滑劑釋放和限域潤滑的協(xié)同效應(yīng)來實現(xiàn)優(yōu)異的摩擦學(xué)性能。在該策略中，為確保持續(xù)的低摩擦和磨損，潤滑劑會根據(jù)不斷變化的條件動態(tài)調(diào)整其釋放和成膜行為。同時，限域潤滑在兩個不同的層級上起作用，形成雙重限域構(gòu)架，協(xié)同增強潤滑性能。研究顯示，在分子到納米尺度上，功能化MoS2納米片和基礎(chǔ)油均被限制在三維PAO 10凝膠網(wǎng)絡(luò)中，有效抑制了它們在摩擦過程中不受控制的遷移或聚集。在微觀尺度上，改性PAO 10凝膠被進一步限制在PPI基體多孔結(jié)構(gòu)中。其中，界面相互作用主導(dǎo)潤滑劑的流動和成膜行為，從而增強其穩(wěn)定性和潤滑效率。因此，鋼/PPI界面宏觀超潤滑機理可歸因于多孔結(jié)構(gòu)的儲油/釋放、潤滑劑的剪切變稀特性、功能化的二硫化鉬與油分子之間的相互作用以及摩擦保護膜形成四種機制的耦合作用。相關(guān)研究成果以Hierarchical MoS2-Oleogel in Porous Polyimides: A Self-Adaptive Confined Lubrication strategy for Ultralow Friction and Wear為題，發(fā)表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會、中國科學(xué)院、甘肅省等的支持。論文鏈接多孔聚酰亞胺的設(shè)計與制備鋼/多孔聚酰亞胺界面的潤滑機理

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