第十四届全国表面工程大会

497 / 2023-02-27 16:25:34

氢氧化钾溶液协同摩擦副原位释放的石墨烯实现宏观超滑

液体超滑；高浓氢氧化钾溶液；原位石墨烯添加剂；堆叠三明治结构；双电层；氢键

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石墨烯作为一种典型的二维材料，常被用作液体润滑添加剂。但是，石墨烯往往是以一次性的方式添加到液体润滑剂中；在摩擦过程中，由于石墨烯片之间的π-π堆积，致使其主要以多层团聚结构形式存在，从而无法充分发挥石墨烯与润滑剂之间的协同润滑作用。在此，本文提出了一种新的石墨烯/氢氧化钾 (G/KOH) 溶液宏观超滑系统；所涉及的石墨烯添加剂通过摩擦从石墨烯/环氧树脂 (G/EP) 摩擦副原位剥离出来，以此不断将新剥离的石墨烯添加至氢氧化钾溶液中，并将石墨烯团聚的不利影响降至最低。此外，原位制备的石墨烯具有更薄的厚度和更好的抗聚集能力，从而提供更多的石墨烯来承载OH^-，并在摩擦副间形成更多OH^-/石墨烯/OH^-样式的堆叠三明治结构（即相当于具有更多滚轮的动滑轮组），最终实现超滑。本研究开发了一种适用于碱性环境的新型液体超滑系统，同时提出了一种原位逐步释放石墨烯添加剂，而不是一次性全部添加的方法。这不仅加深了人们对液体超滑机理的理解，而且为宏观超滑的实际应用奠定了实验基础。