口头报告碳纳米管的摩擦学见解：从纳米到宏观
编号：1385
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更新：2024-05-07 11:15:07
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摘要
多年来，减少各种接触界面的摩擦和磨损引起的变形、损坏和材料损失一直吸引了人们的极大兴趣，因为这对受损的机械部件以及提高能源和经济效率都有实质性的好处。在众多先进的纳米材料中，碳纳米管(CNTs)已被公认作为优异的固体润滑剂，或液体/固体材料系统(涂料、复合材料和润滑剂)的添加剂，以有效减少摩擦和磨损。这主要归因于碳纳米管的管状纳米结构和优异的物理化学性质，以及它的各种有利的摩擦机制，如填充/修补效应、滑动/滚动效应和摩擦膜形成效应。尽管碳纳米管在摩擦学优化方面做出了巨大的努力，但从纳米尺度到宏观尺度讨论碳纳米管与接触物体之间的关键相互作用是几乎未见。因此，我们总结了碳纳米管的制备方法、结构特性和功能化，以及碳纳米管摩擦计算研究的最新进展及其在相关系统中的纳米/宏观摩擦学机制。此外，我们还总结了许多令人鼓舞的发现，如在弹性变形范围内，具有大半径、之字形、N掺杂或近圆形特征的碳纳米管易于滚动以获得低摩擦；碳纳米管的减少摩擦和磨损特性可与石墨烯相媲美。此外，对碳纳米管在摩擦学领域的持续发展提出了一些有价值的建议，如碳纳米管功能化需适度，因为过度功能化会导致碳纳米管的结构损伤，进而导致材料的摩擦学性能下降。同时，摩擦膜对于减少摩擦和磨损非常重要。目前，大多数研究仅检测摩擦膜中碳纳米管的结构变化状态，包括碳纳米管碎屑、石墨烯、石墨或非晶碳。然而，缺乏对这种状态转变的差异及其详细形成过程的深入研究，特别是在原子尺度上。
关键词
碳纳米管；制备和功能化；摩擦学计算；纳米/宏观摩擦学机制；接触界面
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