文 | 来源·汽车之家 本站作者

盖世汽车讯 据外媒报道，纽约州立大学理工学院（SUNY POLY）新研究表明，超润滑性（一种几乎无摩擦的状态，曾经被认为只能在纳米尺度上实现）现可通过使用由生物废料制成的可持续生产的碳涂层，在常规大气条件下在宏观尺度上长时间保持。

图片来源：SUNY POLY

SUNY POLY校长Winston“Wole”Soboyejo博士和博士后研究员Tabiri Kwayie Asumadu博士发表了一篇题为“碳涂层金属表面的稳健宏观超润滑性（Robust Macroscale Superlubricity on Carbon-Coated Metallic Surfaces）”的论文，探讨了一种减少金属表面摩擦的创新方法，可能会对现实世界产生重大影响。相关研究成功发表在期刊《Applied Materials》。

这些发现具有重要意义，且有许多实际意义。在汽车行业，乘用车30%以上的燃料用于克服摩擦，因此这些新型涂层有助于大幅提高燃油效率。在制造和工业机械方面，它们可以帮助减少磨损，从而大幅节省成本。在电子设备中，微小的摩擦会带来大量挑战，而涂层可以帮助缓解这种挑战。

“这项研究确实可以触及大多数行业，”Asumadu博士说。“从生物医学到能源行业，再到几乎所有类型的制造业，这种方法可以帮助延长机器零件的使用寿命，降低维护和更换成本，并创造更可持续的工业未来。”

该论文讨论了结构钢、钛和镍合金基材上碳涂层金属沉积物的超低（接近零）摩擦的实验和计算结果。通过金属表面上结构错位的碳涂层，该宏观超润滑性得到了证明，并在几个循环中得以维持。

使用新型高温生物废物处理工艺会在这些金属表面上沉积具有不同石墨烯足迹的碳纳米晶体。碳纳米晶体在磨损轨迹中变形、变平并聚结，形成石墨膜，从而产生约0.003的超润滑摩擦系数。

在镍和钢基材上，涂层寿命约为150,000次，磨损率降低。该实验通过原子仿真进行了验证，提供了有关石墨烯变体对观察到的无摩擦条件影响的机械见解。

该论文阐明了涂层/基材相互作用导致宏观超润滑的潜在机制，并探讨了当前结果对设计坚固且低成本的金属基材宏观超润滑碳涂层的意义。生物废弃物是循环经济中的碳源，利用材料回收来减少全球碳足迹。