摘要 美國能源部阿爾貢國立實驗室最近研發出一種石墨烯和金剛石的結合產物,它能夠徹底解決機械系統摩擦帶來的問題,實現零摩擦的超級潤滑性。從原子尺度來看,摩擦是由固定在一起的原子引起的,這些...
美國能源部阿爾貢國立實驗室最近研發出一種石墨烯和金剛石的結合產物,它能夠徹底解決機械系統摩擦帶來的問題,實現零摩擦的超級潤滑性。從原子尺度來看,摩擦是由固定在一起的原子引起的,這些原子之間不能相互移動。為克服這一效應,阿爾貢國立實驗室利用三種關鍵的材料:納米金剛石顆粒、類金剛石碳表面和石墨烯片。
研究人員發現,石墨烯片和納米金剛石顆粒在類金剛石碳表面相互接觸時會發生反應,石墨烯圍繞金剛石顆粒自轉,形成微小的類滾珠結構,工作人員稱之為納米軸。這些納米軸在滑動過程中能自行改變方向,從而避免兩個表面固結在一起。
科研團隊帶來的這項超潤滑性結合物雖然前景無限,但實驗也發現,金剛石/石墨烯的結合物只有在干燥的環境下才能展現出超潤滑性,而潮濕的環境下則沒有這種超潤滑性。利用自動計算程序,研究者發現,水層的存在阻止了納米軸的形成,從而引起更大的摩擦。
研究院Sanket Deshmukh說:大多數機械系統都期望能夠實現零摩擦,但這一直以來都是個很棘手的問題。我們的研究為發動機、渦輪機、計算機硬盤和微電子機械系統等實現超級潤滑性提供了關鍵性技術知識和發現。
該研究發表在期刊Science Express上。