具有自修复功能的宏观尺度超润滑复合材料

《Advanced Functional Materials》：Macroscale Superlubricity Composites with Self-Healing Functions

实现超润滑与自修复功能的双功能复合材料通过油-溶剂混合微胶囊增强，摩擦导致MoDTC分解形成层状界面结构，协同微纳结构、界面层和流体效应实现μ≈0.0065的超低摩擦，持续18小时滑动430米，DBP分子物理插入修复损伤达30微米（效率86%）。

　　

摘要

在材料中实现具有自修复功能的宏观尺度超润滑性对于降低摩擦和延长机械工程部件的使用寿命至关重要，但在复杂的设计以及这两种功能之间的基本权衡方面仍存在挑战。本文将油（聚α-烯烃（PAO）和有机钼（MoDTC）与溶剂（邻苯二甲酸二丁酯，DBP）组成的混合微胶囊作为双功能填料引入聚合物复合基体中。MoDTC在摩擦作用下的分解生成纳米片层，从而形成有序的逐层均匀结合结构，并建立起异质界面；该界面的重构是实现超润滑性（μ ≈ 0.0065）的关键。由亚微米级颗粒（约200纳米）构成的亚微米级粗糙表面、界面处的分层薄膜以及流体动力学效应共同作用，产生了协同效应，使得这种材料能够实现持久的宏观尺度超润滑性（润滑时间长达18小时，滑动距离超过430米）。此外，这种超润滑材料还具备有效的自修复能力：DBP分子能够物理嵌入受损区域，修复深度可达30微米，修复效率高达86%。这些发现为在智能复合材料表面实现宏观尺度超润滑性提供了新的方法，并为工业应用中需要耐用性和高性能的运动部件带来了新的解决方案。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。