顆粒在線(xiàn)訊：高端機(jī)械裝備對(duì)自潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)零部件的承載能力、工況適應(yīng)性和服役壽命等性能提出了更嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)潤(rùn)滑材料已無(wú)法適應(yīng)苛刻服役工況的應(yīng)用需求。近年來(lái)，發(fā)展兼具低摩擦、長(zhǎng)壽命和多環(huán)境適應(yīng)性于一體的功能潤(rùn)滑材料，已成為摩擦學(xué)領(lǐng)域的前沿方向。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所功能潤(rùn)滑材料課題組和工程用特種潤(rùn)滑材料課題組，基于不同組分間界面相互作用的設(shè)計(jì)與功能組裝策略，開(kāi)展了聚四氟乙烯（PTFE）基核殼復(fù)合潤(rùn)滑材料在結(jié)構(gòu)調(diào)控、潤(rùn)滑與耐磨性能優(yōu)化和摩擦學(xué)機(jī)理等方面的系統(tǒng)研究，為設(shè)計(jì)強(qiáng)韌兼?zhèn)渑c多環(huán)境適應(yīng)性的功能潤(rùn)滑材料提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

　　研究人員將原位聚合法和熱壓成型技術(shù)相結(jié)合，研制出核殼聚四氟乙烯@酚醛樹(shù)脂（PTFE@PR）復(fù)合材料。該復(fù)合材料在不同溫度、載荷、速度和對(duì)偶粗糙度等多工況下均具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑和耐磨損性能，并在摩擦誘導(dǎo)作用下表現(xiàn)出雙相聚合物鏈長(zhǎng)程有序的定向轉(zhuǎn)移膜形成機(jī)制（圖a）和增強(qiáng)作用。

　　另外，研究人員利用靜電自組裝法構(gòu)筑了二維MXene（Ti3C2Tx）納米片包覆PTFE的核殼復(fù)合粒子（pMXene@PTFE）及其增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂基涂層材料。核殼粒子不僅能抑制MXene的氧化，而且賦予涂層材料良好的強(qiáng)韌化效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了潤(rùn)滑性與耐磨性的協(xié)同優(yōu)化，使涂層材料在大氣環(huán)境、高濕度（RH：80%）和真空（3×10-5 mbar）環(huán)境下均表現(xiàn)出穩(wěn)定的潤(rùn)滑與耐磨性能。其機(jī)理主要是PTFE的引入有助于MXene片懸鍵的鈍化，可有效抵抗活性分子的潛入，從而表現(xiàn)出對(duì)環(huán)境的不敏感性（圖b）。研究表明，兩者的靜電復(fù)合抑制了MXene片和PTFE顆粒在摩擦剪切力下的自聚集，提高了PTFE在環(huán)氧樹(shù)脂基體中的分散穩(wěn)定性和相容性，表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)，為樹(shù)脂基體的接觸載荷提供了應(yīng)力傳導(dǎo)通道，從而降低了潤(rùn)滑材料的疲勞磨損。

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Tribology International（1、2）和Carbon上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

具有多工況環(huán)境適應(yīng)性的PTFE基核殼復(fù)合潤(rùn)滑材料的摩擦轉(zhuǎn)移機(jī)理