世界上有没有一种东西可以让摩擦几乎不存在？答案是肯定的。近日，中国科学院兰州化学物理研究所的研究团队在超润滑技术领域取得了重要进展，他们开发了一种基于“固—液复合超润滑”系统，让摩擦系数低到0.0037，堪称润滑界的天花板。
简单来说，超润滑就是摩擦力小到可以忽略不计，摩擦系数小于0.01。这种技术在机械设备、工业生产中非常重要，可以减少磨损、延长寿命，还能省钱省力。可惜的是，目前的水基润滑剂虽然环保，但有个致命缺点——容易腐蚀金属，导致润滑效果不持久。
为了破解这个难题，兰州化物所的科学家们搞了一种结合固体涂层和水基润滑剂的新方法。他们用了一种高熵陶瓷涂层，这层涂层是用磁控溅射技术“喷”到轴承钢表面的，沉积了一种高熵陶瓷薄膜。这种薄膜不仅具有优异的机械性能，还能提供丰富的化学反应位点。在摩擦过程中，薄膜表面会形成一层“钝化层”，有效防止水基润滑剂对金属表面的腐蚀。
同时，研究团队利用天然有机酸植酸与高熵陶瓷涂层的协同作用，实现了超低摩擦和超低磨损的效果。实验表明，这种固—液复合润滑体系的摩擦系数低至0.0037，并在125万次往复摩擦循环中保持稳定。在摩擦过程中，高熵陶瓷薄膜表面会生成平均粒径约为7.3纳米的纳米晶体。这些纳米晶体能够促进植酸分子的分解，生成肌醇多磷酸和磷酸分子，从而在分子层面降低摩擦阻力。通过分子动力学模拟，研究团队进一步证实了这种机制的有效性。
这一研究成果不仅揭示了摩擦催化效应在超润滑中的重要作用，还为设计高性能的固—液复合超润滑系统提供了新思路。相关研究成果发表在国际材料领域科研界的顶级期刊。
这项研究由兰州化物所杜长合博士生、于童童副研究员和维也纳工业大学隋旭东博士后共同完成，王道爱研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等多个项目的支持。(甘肃科技报)
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