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我院青年教師王寶剛博士納米潤滑添加劑的研究取得重要進(jìn)展

   近日，化學(xué)化工學(xué)院青年教師王寶剛博士在離子液修飾碳量子點基潤滑添加劑的研究中取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究結(jié)果以“Ionicliquid capped carbon dots as the high-performance friction-reducing and antiwear additive of poly(ethylene glycol)”為題，在線發(fā)表于英國皇家化學(xué)會材料化學(xué)類頂級刊物《材料化學(xué)A》（JCR 1區(qū)；Journal of Materials Chemistry A 2016, 4,7257-7265；IF =  8.262）。  

高效環(huán)保潤滑添加劑是基礎(chǔ)潤滑油研究的前沿領(lǐng)域。納米碳材料基潤滑添加劑由于其獨特的自潤滑效應(yīng)和超高的化學(xué)穩(wěn)定性而受到人們廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)納米碳材料（如富勒烯、碳納米管、石墨烯、洋蔥狀納米碳等）作為潤滑添加劑也存在某些特有的缺點。例如，碳納米管、石墨烯在某些維度上仍然屬于微米級材料，除富勒烯外所有其它納米碳材料尺寸分布很不均勻，存在摩擦副表面納米尺度微凸體間的嵌入穩(wěn)定性問題；富勒烯、碳納米管、石墨烯和洋蔥狀納米碳結(jié)構(gòu)表面惰性，難于化學(xué)修飾，因而與基礎(chǔ)油的配伍性較差。這些缺點大大限制了它們的潤滑性能與應(yīng)用前景。

熒光碳量子點是碳納米材料的新成員，由于其尺寸小而均勻、合成與表面功能化可一步完成，有望完美解決上述問題，具有成為高效潤滑添加劑的潛質(zhì)。基于此，該工作采用熱解法合成了離子液體修飾的碳量子點，該碳量子點尺寸小（1.73 nm）而均勻，在水相中通過陰離子調(diào)控可使其在合成基礎(chǔ)油聚乙二醇中獲得極好的分散穩(wěn)定性，進(jìn)而考察了其作為潤滑添加劑的摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明，添加0.3 wt%的碳量子點，可使PEG的摩擦系數(shù)和磨斑尺寸分別降低70%和45%。研究認(rèn)為，在機(jī)械剪切摩擦過程中，碳量子點表面離子液體基團(tuán)的薄膜潤滑與碳核本身的納米潤滑（如滾動效應(yīng)和填充效應(yīng)）可實現(xiàn)協(xié)同潤滑效應(yīng)，使得離子液修飾的碳量子點表現(xiàn)出卓越的減摩抗磨性能。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、中國博士后基金面上項目和油田化學(xué)省重點實驗室開放課題的支持。