液体超润滑材料在人工关节、机械加工等领域具有广泛的应用前景。机械工程学院梁红玉团队从添加剂群体间相互作用的角度，提出以碳点（CDs）作为竞争配体操纵子，开发了一种兼具超高承载和超润滑的碳点/类离子液体（即CDs/ILAs）超润滑材料。

近日，该工作以“Carbon Dots as Ligand Operons to Expand Cluster Size Distribution for High Load-bearing Liquid Superlubricity”为题，发表于《先进功能材料》期刊（Adv. Funct. Mater. 2024, 2311600）。梁红玉副研究员和硕士生刘满强为论文共同第一作者，卜永锋副研究员和任旭东教授为通讯作者；相关技术已申请了发明专利。该工作得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的支持。

这项研究通过向ILAs中加入微量CDs，扩展物种团簇的尺寸分布，实现了在陶瓷摩擦副界面的高承载（>705MPa, 报道的最高值）宏观超润滑。CDs表面的含氧官能团与原始H键供体之间的竞争有效地增加了非等尺寸团簇之间的非对称接触概率，从而降低了界面剪切阻力、实现了以流体动压机理主导的液体超润滑；其中，CDs兼具减摩和提升载荷功能。研究为设计高性能的ILAs-基液体超润滑材料提供了新视角。

该团队一直聚焦于金属切削加工、轴承润滑等先进机械制造中的润滑问题，已在新型绿色液体超润滑材料开发及应用上取得了系列进展，如石墨烯/浓碱（Friction, 2023, 11, 567-579）、胆碱基类离子液体（J. Phys. Chem. Lett.2023, 14, 453-459; Ceram. Int., 2023, 49, 18728-18734）等。（机械工程学院）

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202311600