东华大学，又发Nature子刊！
文摘
2024-11-17 18:44
四川
![]()
二维材料（2D materials）是指厚度在纳米级别的材料，因其独特的结构和性能而在众多领域引起了广泛关注。与传统的三维材料相比，二维材料具有极高的机械强度、优异的电学与光学性能，广泛应用于电子器件、能源存储、传感器等多个领域。在这些应用中，摩擦学性能是一个关键的挑战，尤其是在二维材料作为固体润滑剂和保护膜时，如何有效降低摩擦并提高材料的耐用性，成为了研究的热点之一。石墨烯作为最著名的二维材料之一，以其极高的杨氏模量、出色的抗拉强度和优异的润滑性能而受到广泛关注。然而，石墨烯的摩擦性能仍然受到多种因素的影响，如厚度、晶体取向、基底特性等，这些因素会导致摩擦性能的波动，从而限制其在实际应用中的表现。尽管已有许多方法试图降低石墨烯的摩擦系数，但这些方法往往难以广泛应用或控制性较差，因此，进一步优化石墨烯摩擦性能仍然面临巨大挑战。近日，来自东华大学彭倚天课题组的研究人员在二维材料的摩擦性能优化方面取得了重要进展。该团队设计了一种新颖的高应力预摩擦方法，通过在特定压力下对石墨烯进行预摩擦处理，实现了石墨烯摩擦系数的显著降低，摩擦系数相比原始石墨烯降低了多达六倍。这一方法不仅可以显著减少摩擦，还具有可逆性，即通过适度应力下的往复摩擦，可以恢复其摩擦性能。此外，研究团队还发现，通过高应力预摩擦，能够在石墨烯表面精确地刻画出具有润滑特性的纳米级图案，这为石墨烯在高性能润滑材料中的应用提供了新的思路。通过密度泛函理论（DFT）计算，研究人员进一步揭示了摩擦减少的机制：高应力预摩擦通过增强石墨烯与基底之间的附着力，促进了界面电荷转移，进而降低了滑动势垒并提高了接触刚度。该研究的成功实现，不仅为二维材料的摩擦性能优化提供了新的方法，也为未来高性能润滑材料的设计与应用奠定了基础。👉 点击左下角“阅读原文”，即可直达原文！💖
