Nature:中科院物化所一步法制备用于“绿色”润滑剂的六方氮化硼纳米片

    2019-10-28 15:23:50 次阅读

    7月26日,Nature发表了中科院兰州化学物理所科研人员利用无溶剂机械剥离法同步改性制备水性六方氮化硼纳米片润滑剂的最新成果。该项工作得到了包括国家自然科学基金、青年创新促进会、甘肃省科技计划等支持。

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    据估计,在众多机械、机电等动力系统中,摩擦损耗造成的能源浪费超过了总量的6%,而矿物油为主的润滑材料又会对土壤和水资源造成严重污染。随着人们对环保的重视加深,绿色润滑材料(如水基润滑剂)已成为研究热点。

    六方氮化硼纳米片Hexagonalboron nitride nanosheets(H-BNNSS)由于其自身特点,被认为是非常有前途的“绿色”润滑剂材料。但是,它的问题在于分散性差,这使得之前H-BN润滑材料的摩擦系数一般都在0.08以上,进一步降低摩擦系数就是本次研究的关键所在。热塑性材料聚醚酰胺(Pebax)以其各方面性能的优异表现被研究人员选中,与H-BNNSS结合,实现原位功能化。最终的材料表征确认了Pebax-BNNSS在水中的分散性,并且通过氮化硅(Si3N4)介质进行的实验往复摩擦试验得出最小摩擦系数约0.003。

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    PebaxBNNSS的剥离和分散示意图。如图所示,Pebax分子将随机与机械剥落过程中形成的悬挂键反应。a:H-BNNSS的剥离和原位功能化室。bc:是H-BNNSS的剥离和原位功能化过程。d:获得的PebaxBNNSS。

    综上,以商业H-BN粉末和Pebax为前驱体,通过简单的无溶剂机械剥离工艺一步法制备出的Pebax-BNNSS是一种实用的润滑剂添加剂。

    兰州物化所博士生导师张俊彦和研究员于元烈为通讯作者,同样贡献的还有安璐璐。

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