我院青年教师王宝刚博士纳米润滑添加剂的研究取得重要进展

   近日，化学化工学院青年教师王宝刚博士在离子液修饰碳量子点基润滑添加剂的研究中取得重要进展。相关研究结果以“Ionicliquid capped carbon dots as the high-performance friction-reducing and antiwear additive of poly(ethylene glycol)”为题，在线发表于英国皇家化学会材料化学类顶级刊物《材料化学A》（JCR 1区；Journal of Materials Chemistry A 2016, 4,7257-7265；IF =  8.262）。  

高效环保润滑添加剂是基础润滑油研究的前沿领域。纳米碳材料基润滑添加剂由于其独特的自润滑效应和超高的化学稳定性而受到人们广泛关注。传统纳米碳材料（如富勒烯、碳纳米管、石墨烯、洋葱状纳米碳等）作为润滑添加剂也存在某些特有的缺点。例如，碳纳米管、石墨烯在某些维度上仍然属于微米级材料，除富勒烯外所有其它纳米碳材料尺寸分布很不均匀，存在摩擦副表面纳米尺度微凸体间的嵌入稳定性问题；富勒烯、碳纳米管、石墨烯和洋葱状纳米碳结构表面惰性，难于化学修饰，因而与基础油的配伍性较差。这些缺点大大限制了它们的润滑性能与应用前景。

荧光碳量子点是碳纳米材料的新成员，由于其尺寸小而均匀、合成与表面功能化可一步完成，有望完美解决上述问题，具有成为高效润滑添加剂的潜质。基于此，该工作采用热解法合成了离子液体修饰的碳量子点，该碳量子点尺寸小（1.73 nm）而均匀，在水相中通过阴离子调控可使其在合成基础油聚乙二醇中获得极好的分散稳定性，进而考察了其作为润滑添加剂的摩擦学性能。结果表明，添加0.3 wt%的碳量子点，可使PEG的摩擦系数和磨斑尺寸分别降低70%和45%。研究认为，在机械剪切摩擦过程中，碳量子点表面离子液体基团的薄膜润滑与碳核本身的纳米润滑（如滚动效应和填充效应）可实现协同润滑效应，使得离子液修饰的碳量子点表现出卓越的减摩抗磨性能。

该研究工作得到了国家自然科学基金项目、中国博士后基金面上项目和油田化学省重点实验室开放课题的支持。