清华大学在石墨烯润滑性的调控方面取得了重要进展

清华大学在石墨烯润滑性的调控方面取得了重要进展


清华新闻网10月26日电（新华社）近日，清华大学摩擦学国家重点实验室机械工程系廖建斌、马天宝研究组与清华大学航空航天学院工程力学系和微纳力学中心李群阳联合研究。利用SOI材料和器件，WangXi和Dizengfeng，中国科学院上海微系统信息功能材料国家重点实验室，本文研究了二维材料平面结构的调控和二维材料润滑性能的研究进展。ALS已经完成。

研究人员发现，当单晶锗与石墨烯以适当的角度堆积在一起时，石墨烯即使在外界受到强烈的化学作用，也能保持良好的二维平面结构，从而继续保持其优异的摩擦和润滑性能。相关结果将有助于促进二维材料在微纳米摩擦和润滑领域的应用，并稳定具有莫尔条纹的石墨烯，最近在《自然通讯》上发表了通过莫尔-超晶格约束的石墨烯的鲁棒超低摩擦状态。

图（a）Moire条纹区和非Moire条纹区石墨烯在氟化前后表面摩擦力的比较；（b）Moire条纹区和非Moire条纹区石墨烯氟化后的表面形态；（c）第一原理计算表明，Gr之间存在电荷转移聚集。在莫尔条纹区和基体中存在着具有锚定石墨烯效应的菲。

近年来，人们发现，二维材料由于其特殊的平面原子结构，具有非常独特和优异的摩擦性能，有望在微观和纳米领域用作超薄润滑材料，但由于二维薄膜的特殊比表面积材料容易受到工作环境的影响，特别是表面化学作用，降低甚至失去润滑性能，如何在复杂的滑动条件下有效地保持二维单层材料在原子尺度下的稳定性，是研究者面临的新挑战。清华大学摩擦学国家重点实验室和中国科学院上海微系统研究所信息功能材料国家重点实验室的研究人员观察到，生长在锗（111）表面的多晶石墨烯产生了周期性和非云纹两个区域，这两个区域都是由于E不同的上、下晶体堆积方式，经过氟化、氧化等化学处理后，非云纹边缘区的润滑性能大大减弱，但具有周期云纹边缘的石墨烯仍保持良好的润滑性能，第一原理计算表明，相互作用力为周期莫尔条纹区的石墨烯碳原子与锗原子之间的相互作用要比范德华力强得多，这种强大的锚定效应使石墨烯能够抵抗外界干扰，改变其光滑的分子结构和形态，从而增强其润滑稳定性，相关的研究成果得到了证实。将其扩展到其他二维材料体系中，促进单层润滑剂在微纳米体系中的应用。

本文作者是清华大学航空学院副教授李群洋，中国科学院上海微系统研究所机械研究所副研究员马天宝副教授，此项工作得到了国家创新科学基金会的支持。RCH集团、重大科研仪器开发项目、优秀青年基金、面基金、科技部国家重大科研计划（973）项目、中央组织青年千人及青年优秀人才项目、清华大学自主科研计划项目唐仲英基金、上海市学科带头人等相关研究项目。

本文出自东莞市捷诚石墨制品有限公司官网：//www.satelraham.com 权威发布，    东莞市捷诚石墨制品有限公司是一家集销售、应用开发，产品加工的石墨专业厂家，专门为模具行业、机械行业、真空热处理炉、电子半导体及太阳能光伏产业等提供石墨材料、石墨电极和相关的石墨制品，欢迎致电13549365158更多关于石墨制品方面信息，可回本网站产品页面详细了解点击：石墨制品  石墨模具  石墨坩埚 石墨转子 石墨轴承 石墨板 石墨棒 石墨匣体 石墨热场 真空炉石墨制品 电子石墨模具