纳米级水基润滑中的水合效应与双电层效应研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51335005
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    320.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0505.机械摩擦学与表面技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Air pollution and environmental deterioration have become the serious problems people have to face. The energy consumption per unit GDP of China is 4.7 times of that of Germany (2.2 times of the average level of the world), although both of the two counties are super country in manufacture industry. 1/3 primary energy in the world are consumed by friction, and 80% devices are out of work due to wear. Decreasing energy consumption and developing environment-friendly technique have become the big challenge for tribology researchers. Water based lubrication is one of the solutions for such challenge due to advantages of water, such as environmental friendliness, abundant resources, and super low friction. However, there are some shortages of water lubrication, such as low viscosity, poor film forming capability, and corrosion for metal, etc. In water based lubrication, the space between two surfaces of friction pairs is in the scale of nano meter, and lubrication mode is boundary lubrication or thin film lubrication. The key factor of the application of water based lubricant is to increase the carrying capacity of water film in nano spaces. In this project, the research will start with the double layer effect and hydration effect in nano space. Methods, such as synthesis of additives with special functional groups and surface modification of the friction pair, will be performed to increase the repulsion between the surfaces in nano space. The relationship between the lubrication properties of water based lubricant and the long range and short range interaction between molecules. By this method, a bridge between the macro tribological properties and the nano mechanical and nano tribological properties will be established. Based on the basic researches, the water based lubricants for some special application purposes will be developed. The application possibility of water based lubrication will be studied.
空气污染、环境恶化已成为我们面临的严峻问题。同为制造大国,我国的单位GDP能耗是德国的4.5倍,是世界平均水平的2.2倍。一次性能源的1/3消耗于摩擦,80%的装备由于磨损失效。降低能耗、发展环境友好技术,是摩擦学界面临的巨大挑战。水基润滑是解决该问题的重要途径之一。其具有环境友好、资源丰富,超低摩擦等优点。但同时具有粘度低,成膜能力差,易腐蚀等缺点。水基润滑条件下,摩擦副的间距为纳米量级,处于边界润滑或薄膜润滑状态。如何提高纳米间隙下水基润滑膜的承载能力,成为水基润滑能否广泛应用的关键。本项目从微观入手,研究纳米间隙下的水合效应和双电层效应。通过合成带有特定功能基团的添加剂以及摩擦副表面改性,增强纳米尺度下表面间的相互斥力。同时研究这种分子间的长程和短程作用力与水基润滑剂宏观摩擦学性能间的关系,建立起纳米力学、摩擦学性能和宏观摩擦学性能间的联系桥梁,开发出具有广泛应用前景的水基润滑技术。

结项摘要

本项目针对水介质中两相互接触表面间的水合力和双电层力开展研究,研究其在水基超滑和水基润滑中的作用。并对多种水基润滑体系的润滑特性以及水基润滑的应用进行了研究。.(1)研究了表面间距与水合力之间的关系,表明离子水合层承受较大的外部载荷。研究了受限条件下水合层的剪切特性,表明水合层之间的剪切力非常小,因而可以实现超滑,并首次实验测得了水合层的等效粘度。利用水合作用,使用带有阳离子端头的表面活性剂分子修饰水溶液,在AFM上实现了超滑,并揭示了微观尺度下水合基团的超滑规律和机理。通过酸预跑合,利用水合碱金属离子实现了宏观接触和实验条件下水基超滑。.(2)通过氢离子诱导实现了油基超滑。氢离子会诱导Si3N4表面发生摩擦化学反应,是摩擦副表面形成微平面,只要使润滑剂的粘度和摩擦副的相对滑移速度满足一定的条件,即可实现超滑。提出了摩擦系数与润滑剂粘压系数(α)和接触压力(p)之间的关系式,解释了实现超滑的条件。.(3)建立了和频光谱监测系统,用于观测固液界面处谁分子的结构和取向,实现摩擦副界面和频光谱的在线检测。.(4)研究了水滑石纳米片、PAG聚醚、海藻酸钠、羟乙基纤维素、魔芋葡甘聚糖多种水溶液的润滑特性。发现水滑石纳米片可有效地减少磨损。而其它几种高分子水溶液均可在一定条件下实现超滑。.(5)基于前述研究,以金属加工润滑为应用背景,进行了水基润滑的应用研究。通过合理的设计润滑剂的体系,增强润滑分子与表面的相互作用,针对钛合金、铝合金等难加工金属,开发出具有低摩擦性能的水基金属切削液。另外,还开发出可降低轧制力的钢板冷轧润滑液。.本课题研究过程中共发表相关论文46篇,其中38篇被SCI检索。申请专利28项。项目组成员在国际和国内会议上做邀请报告11次。项目负责人获国家自然科学奖二等奖1项。培养博士研究生7人,其中6人已经毕业。

项目成果

期刊论文数量(46)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(28)
The synthesis of two-dimensional MoS(2) nanosheets with enhanced tribological properties as oil additives.
具有增强摩擦学性能的二维MoS(2)纳米片作为石油添加剂的合成
  • DOI:
    10.1039/c7ra12897e
  • 发表时间:
    2018-02-28
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yi, Meirong;Zhang, Chenhui
  • 通讯作者:
    Zhang, Chenhui
New achievements in superlubricity from international workshop on superlubricity: fundamental and applications
国际超润滑研讨会在超润滑方面取得新成果:基础与应用
  • DOI:
    10.1007/s40544-015-0100-8
  • 发表时间:
    2015-12
  • 期刊:
    Friction
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Xu Jun;Li Jinjin;Li JJ
  • 通讯作者:
    Li JJ
Mechanism of Biological Liquid Super lubricity of Brasenia schreberi Mucilage
莼菜粘液生物液超润滑作用机理
  • DOI:
    10.1021/la500193n
  • 发表时间:
    2014-04-08
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu, Pengxiao;Liu, Yuhong;Luo, Jianbin
  • 通讯作者:
    Luo, Jianbin
Tribological Behavior of NiAI-Layered Double Hydroxide Nanoplatelets as Oil-Based Lubricant Additives
NiAI 层状双氢氧化物纳米片作为油基润滑油添加剂的摩擦学行为
  • DOI:
    10.1021/acsami.7b10515
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wang Hongdong;Liu Yuhong;Liu Wenrui;Wang Rong;Luo Jianbin;Wang Hongdong;Erdemir Ali;Wen Jianguo;Sheng Huaping;Peng Jinfang;Liu YH;Luo JB;Erdemir A
  • 通讯作者:
    Erdemir A
AFM Studies on Liquid Superlubricity between Silica Surfaces Achieved with Surfactant Micelles
表面活性剂胶束在二氧化硅表面之间实现液体超润滑性的 AFM 研究
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.6b01237
  • 发表时间:
    2016-06-07
  • 期刊:
    LANGMUIR
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Li, Jinjin;Zhang, Chenhui;Luo, Jianbin
  • 通讯作者:
    Luo, Jianbin

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

二氧化硅及其硅烷自组装膜微观摩擦力与粘着力的研究(I)摩擦力的实验与分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱林茂;雒建斌;温诗铸;萧旭东
  • 通讯作者:
    萧旭东
激光墨斑率法测量表面粗糙度测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    清华大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雒建斌;黄柏林;王文;温诗铸
  • 通讯作者:
    温诗铸
薄膜润滑与润滑状态图
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雒建斌;沈明武;史兵
  • 通讯作者:
    史兵
自适应微磨擦综合测试仪的研制与纳米润滑实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    清华大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱林茂;雒建斌;温诗铸
  • 通讯作者:
    温诗铸
布线图案导致的集成电路平坦化损伤研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    电子元件与材料
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭玉龙;郭丹;潘国顺;雒建斌
  • 通讯作者:
    雒建斌

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

雒建斌的其他基金

机械学发展战略研究报告(2021-2025)
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    15 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
指导专家组及管理专家组第三期调研和学术交流组织
  • 批准号:
    91323000
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    300.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
纳米级薄膜润滑的物理化学特性测量原理及仪器研制
  • 批准号:
    51027007
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
全国摩擦学中青年专家学术论坛
  • 批准号:
    50945016
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    5.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
机械与制造科学战略研究发展报告
  • 批准号:
    E0524504
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
纳米二相流的流动和润滑特性的研究
  • 批准号:
    90206022
  • 批准年份:
    2002
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划
塑性流体力学与润滑失效分析的研究
  • 批准号:
    19672034
  • 批准年份:
    1996
  • 资助金额:
    9.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
超滑润滑薄膜的实验研究
  • 批准号:
    59675034
  • 批准年份:
    1996
  • 资助金额:
    12.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码