【海川化工科技前沿】兰州化物所自适应油凝胶润滑材料研究获新进展

沙漠里的游鱼 · 发表于昨天 15:19

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随着航空航天、海洋工程、高端制造等领域的快速发展，摩擦磨损对机械设备性能、效率和寿命的负面影响愈发凸显，复杂交变的苛刻工况对传统润滑材料提出了新挑战。发展可响应外界刺激改变材料自身结构，以适应复杂工况的高性能自适应润滑材料，确保高端装备的高效、长寿命运行，具有重要的科学意义和工程应用价值。

针对传统润滑油脂在新型高端装备应用中面临爬移、泄漏、粘滞阻力高等难以应对复杂多变工况的问题。近日，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室材料表面与界面研究组通过构筑具有机械力响应特性的动态共价网络，开发了一类具有力诱导可逆相转变能力的自适应油凝胶润滑材料（PTA油凝胶）。PTA油凝胶可适应设备启停，在溶胶或凝胶状态保持和迅速转换，且具有出色的润滑稳定性、适应不断变化的运动工况。

二硫键的力响应特性赋予了PTA油凝胶对机械剪切力的适应能力。在力的作用下，二硫键主链断裂导致凝胶网络被部分破坏，使剪切部位的凝胶转变为低黏度的溶胶状态，以降低粘滞阻力。同时二硫键被破坏，伴随着硫自由基的产生，一旦撤去机械力，硫自由基可迅速淬灭成键以重建凝胶网络，实现从溶胶到凝胶的相转变，使润滑剂失去流动性，有效避免爬移、泄漏问题。

在极端和交变的摩擦条件下，PTA油凝胶表现出优异的摩擦学性能和出色的润滑稳定性，进一步证实其对于恶劣、可变工况的适应性。通过与商用航空润滑脂的系统对比，PTA油凝胶具有在多种测试条件下最为均衡的润滑性能和最优异的长期润滑表现。