中國粉體網(wǎng)訊  來自美國能源部阿爾貢國家實驗室的研究人員構(gòu)造了一種由石墨烯和金剛石組合而成的新材料,，幾乎能夠完全克服摩擦。該特性被稱為超潤滑,，是一系列機械系統(tǒng)高度追求的特性,。

    縮放到原子尺度，摩擦是因為原子卡在一起,，使它們彼此很難通過。就像在一個裝雞蛋箱子上面滑動另一個箱子一樣,，滑動過程中它們會獲得纏結(jié)在一起,。

　　為了構(gòu)造一種可以消除這種現(xiàn)象的材料，研究團(tuán)隊結(jié)合三個關(guān)鍵組分-金剛石納米顆粒,，類金剛石碳表面和眾多小片狀石墨烯,。

　　后者是一種具有極強導(dǎo)電能力的碳同素異構(gòu)體，僅有一個原子層厚,，形成二維六角形晶格,。我們已經(jīng)看到這種材料廣泛的潛在用途，包括紡織品,、照明和防彈衣,，目前研究人員在思考一種大規(guī)模生產(chǎn)可行的方法。

　　結(jié)合這三種材料,，阿貢國家實驗室的研究人員觀察到在摩擦?xí)r,，石墨烯片與金剛石納米顆粒在類金剛石碳表面上相互作用。實際上,，石墨烯在金剛石顆粒周圍的卷起來,，產(chǎn)生了微型球類軸承結(jié)構(gòu)，研究人員稱之為納米卷,。

　　這些納米卷能夠在滑動過程中改變方向,，從而防止兩個表面鎖在一起。研究人員對其進(jìn)行測試來證明這是在納米級別發(fā)生的現(xiàn)象,，也在阿貢領(lǐng)先計算設(shè)施使用了米拉超級計算機來進(jìn)行大規(guī)模原子計算,，表明該現(xiàn)象在宏觀尺度上的也同樣有效，至少在理論上如此,。

　　雖然這些結(jié)果非常有前景,，但團(tuán)隊也遇到一個令人困惑的問題。鉆石/石墨烯組合材料在干燥條件下可極好地工作,，但處在潮濕的環(huán)境時,，超潤滑特性不能維持,。

　　為了解開奧秘，研究者再次轉(zhuǎn)向了原子計算,，表明水層的存在抑制了納米卷的形成,，導(dǎo)致了更高的摩擦。

　　團(tuán)隊認(rèn)為,，該發(fā)現(xiàn)可能會對這個領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響,。

　　“每個人都夢想在廣泛的機械系統(tǒng)中實現(xiàn)超潤滑，但這是一個很難實現(xiàn)的目標(biāo),，”研究員說,。“從這項研究中獲得的知識對減磨設(shè)計至關(guān)重要,，可應(yīng)用到從發(fā)動機或渦輪機到計算機硬盤和微機電系統(tǒng)”中,。

　　這項研究結(jié)果被發(fā)表在《科學(xué)快報》雜志上。