美國(guó)能源部阿爾貢國(guó)立實(shí)驗(yàn)室最近研發(fā)出一種石墨烯和金剛石的結(jié)合產(chǎn)物，它能夠徹底解決機(jī)械系統(tǒng)摩擦帶來(lái)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)零摩擦的超級(jí)潤(rùn)滑性。
       從原子尺度來(lái)看，摩擦是由固定在一起的原子引起的，這些原子之間不能相互移動(dòng)。為克服這一效應(yīng)，阿爾貢國(guó)立實(shí)驗(yàn)室利用三種關(guān)鍵的材料：納米金剛石顆粒、類(lèi)金剛石碳表面和石墨烯片。
       研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯片和納米金剛石顆粒在類(lèi)金剛石碳表面相互接觸時(shí)會(huì)發(fā)生反應(yīng)，石墨烯圍繞金剛石顆粒自轉(zhuǎn)，形成微小的類(lèi)滾珠結(jié)構(gòu)，工作人員稱(chēng)之為納米軸。這些納米軸在滑動(dòng)過(guò)程中能自行改變方向，從而避免兩個(gè)表面固結(jié)在一起。
       科研團(tuán)隊(duì)帶來(lái)的這項(xiàng)超潤(rùn)滑性結(jié)合物雖然前景無(wú)限，但實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，金剛石/石墨烯的結(jié)合物只有在干燥的環(huán)境下才能展現(xiàn)出超潤(rùn)滑性，而潮濕的環(huán)境下則沒(méi)有這種超潤(rùn)滑性。利用自動(dòng)計(jì)算程序，研究者發(fā)現(xiàn)，水層的存在阻止了納米軸的形成，從而引起更大的摩擦。
       研究院Sanket Deshmukh說(shuō)：大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)都期望能夠?qū)崿F(xiàn)零摩擦，但這一直以來(lái)都是個(gè)很棘手的問(wèn)題。我們的研究為發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)和微電子機(jī)械系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)超級(jí)潤(rùn)滑性提供了關(guān)鍵性技術(shù)知識(shí)和發(fā)現(xiàn)。
       該研究發(fā)表在期刊Science Express上。