湖南豐化材料發(fā)展有限公司

每當(dāng)談到機(jī)械，只要可能，科學(xué)家和工程師總想找到克服摩擦的方法來(lái)延長(zhǎng)機(jī)械零件壽命。傳統(tǒng)潤(rùn)滑油在減少摩擦方面通常有化學(xué)的局限性。 近美國(guó)能源部阿爾貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室找到了一種屬性優(yōu)異，極耐磨物質(zhì)，可適用于更廣泛的環(huán)境中工作中，這就是石墨烯。

  納米科學(xué)家Anirudha Sumant和他的在阿貢的納米材料中心和阿貢的能源系統(tǒng)部門的同事將二維材料單單原子厚度的石墨烯應(yīng)用到鋼球和鋼磁盤中。 他們發(fā)現(xiàn)的單層石墨烯可以持續(xù)了超過(guò)6500個(gè)“磨損周期”，改善傳統(tǒng)如石墨或二硫化鉬潤(rùn)滑劑。
    Sumant說(shuō)，“相比之下，1000層傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油只能持續(xù)大約1000個(gè)磨損周期。石墨烯的應(yīng)用在節(jié)約成本和性能方面占據(jù)著大的優(yōu)勢(shì)。”“石墨用作工業(yè)潤(rùn)滑劑已經(jīng)超過(guò)40年，但并不是沒(méi)有缺點(diǎn)。”Sumant解釋道。 “因?yàn)槭荒茉诔睗竦沫h(huán)境中起作用，如果換做一個(gè)干燥的環(huán)境中，那么不會(huì)那么有效，這是非常局限的。”
    這主要是由于石墨的三維結(jié)構(gòu)不像石墨烯。 潮濕的空氣中的水分子在石墨層間造成潤(rùn)滑的效果。當(dāng)空氣中沒(méi)有足夠的水分子，那么材料就會(huì)失去滑性。而另一個(gè)常見(jiàn)的潤(rùn)滑劑，二硫化鉬，存在相反的問(wèn)題。 它的工作環(huán)境是在干燥的環(huán)境中而不是在濕的。“所以本質(zhì)上的挑戰(zhàn)是找到一個(gè)可以適用于機(jī)械系統(tǒng)里的通用潤(rùn)滑劑。”他說(shuō)。“石墨烯的二維結(jié)構(gòu)，給了它一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。 石墨烯材料能夠僅僅貼在不銹鋼球表面，這層膜即使是氫原子也無(wú)法穿透它，”   
    Sumant和他的同事們發(fā)現(xiàn)，只需幾層石墨烯就可以同時(shí)在潮濕和干燥環(huán)境中作為固體潤(rùn)滑劑，可謂是一個(gè)的固體潤(rùn)滑劑，解決了40年來(lái)的難題。 然而，團(tuán)隊(duì)想要走得更遠(yuǎn)，希望只利用一層石墨烯來(lái)完成潤(rùn)滑工作。當(dāng)在一個(gè)充滿的氣氛時(shí)，他們觀察到一個(gè)戲劇性的壽命改善。 當(dāng)單層石墨烯終開(kāi)始磨損時(shí)，氫原子躍遷去修復(fù)晶格，就像把被子縫合在一起一樣。這意味著單層石墨烯潤(rùn)滑劑可以保持長(zhǎng)久性有效。

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