兰州化物所摩擦起电功能材料研究获系列进展

界面的摩擦起电性质与其所处环境密切相关,通常高湿度的大气会加速摩擦起电过程中静电荷的传输和耗散,大大降低摩擦纳米发电机等器件在能源收集与自供电传感检测等领域的应用。另外,环境湿度对界面摩擦电荷的产生、传输和静电积累的影响机制尚不清晰。如何通过材料选择与设计实现高湿环境下器件的高性能输出与稳定运行仍是迫切需要解决的问题。 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室王道爱研究员团队设计了一种基于氢键增强的聚乙烯醇(PVA)基TENG,并将其应用于医用口罩领域,解决了传统聚丙烯(PP)基医用口罩长时间佩戴过程中口罩中间吸附层电荷耗散过快的问题。相关论文发表于《先进功能材料》。 PVA基中间吸附层材料富含的羟基官能团,能与呼出的水蒸气分子自发形成氢键固定水分子,实现高湿度下摩擦起电能力的增强。同时,PVA材料优异的电荷储存性能可大大减缓电荷的耗散速率,并可通过拍打、摩擦等简单易行的方式实现口罩自充电,延长其有效使用寿命。......阅读全文

兰州化物所固液摩擦起电机制研究获进展

  固-液界面的摩擦起电与表界面性质相关,在界面双电层理论、油液摩擦静电防护、润滑与润湿性原位监测、新型能源收集等研究领域中成为新的热点,但其内在工作机制及其应用仍是亟需探究的关键难题。  中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究员王道爱团队近年来在固-液界面摩擦起电机理、调控策略及其

兰州化物所提出实现超低摩擦新策略

  摩擦是生活中常见的物理现象,源于滑动界面上离散原子间的相互阻碍作用,其能量耗散模式取决于滑移能垒与自身力学性能的竞争。界面阻力极低的状态称为超低摩擦,是摩擦学中的重要课题之一。目前,学术界主要通过结构润滑和连续滑动两种方式来实现超低摩擦。结构润滑通过构建非公度界面结构,有效地降低滑动能垒实现低摩

兰州化物所研发改善纤维织物复合材料摩擦性能的新方法

  聚四氟乙烯/芳纶纤维(PTFE/Nomex)混纺织物具有自润滑性、高强度,且应用范围广等特点。然而,芳纶纤维和聚四氟乙烯纤维的表面惰性及较小的粗糙度阻碍了织物和粘结树脂之间的有效粘结,从而影响了聚四氟乙烯/芳纶纤维混纺织物-聚合物基复合材料的抗磨损性能。填充剂填充和织物表面改性是改进织物复合材料

国际纳米摩擦学知名专家访问兰州化物所

  9月13日,应中国工程院院士、固体润滑国家重点实验室学术委员会主任薛群基研究员邀请,国际纳米摩擦学知名专家、美国俄亥俄大学生物纳米技术与仿生学纳米研究实验室主任Bharat Bhushan教授,国际能源署先进材料委员会副主席、乔治华盛顿大学能源研究所所长Stephen Hsu教授

兰州化物所氧化偶联反应研究为电子轨道之间架起电子桥

  电子转移(electron transfer)是化学反应得以发生的基石和前提条件,电子转移只能在能级相当的轨道之间才能发生;轨道之间能级相差太大,电子难以发生转移,化学反应自然就发生不了。 “桥”在我们现实生活中无处不见,它能让处在鸿沟两侧的人自由地通过和交流,拉近了人与人之间的距离。如果能够借

兰州化物所编著的《聚酰亚胺摩擦学》出版发行

  近日,由中国科学院兰州化学物理研究所聚合物自润滑复合材料课题组王齐华研究员、王廷梅研究员和裴先强研究员等编著的《聚酰亚胺摩擦学》一书由机械工业出版社正式出版发行。  《聚酰亚胺摩擦学》共五章,按照聚酰亚胺的成型工艺,系统阐述了热塑性和热固性聚酰亚胺的摩擦磨损行为和机理;探讨了聚酰亚胺的分子结构,

兰州化物所热喷涂陶瓷涂层摩擦学性能研究取得进展

  在表面工程领域,利用热喷涂技术制备的Al2O3、ZrO2基涂层应用广泛,但由于陶瓷材料本身的特性和制备工艺的特点,利用热喷涂技术制备的陶瓷涂层润滑性能不突出,从而制约了其在高端装备中的应用。  中国科学院兰州化学物理研究所研究员周惠娣课题组长期致力于热喷涂陶瓷基涂层工艺和性能的研究。最近,该课题

摩擦起电机制及应用研究取得系列进展

摩擦起电是揭示摩擦磨损本质起源极具潜力的研究手段。摩擦起电可作为一种“探针”来反映摩擦副状态与摩擦状况,在智能润滑监测中发挥重要作用。同时,它在能源收集、自驱动传感等领域也展现出了广阔的应用前景。如何研究摩擦起电与摩擦学行为之间的关系,利用摩擦学原理解决其在能量收集过程中的摩擦磨损问题仍存在巨大挑战

美国西北大学摩擦学专家Jane-Wang教授访问兰州化物所

  8月11日下午,应固体润滑国家重点实验室薛群基院士邀请,美国西北大学Jane Wang教授到中国科学院兰州化学物理研究所进行交流访问,并作了题为Approaching the Tribology Interfaces的学术报告。兰州化物所科研人员和研究生100余人参加了学术报告会。

兰州化物所湿黏附软物质材料研究取得进展

  水凝胶作为一种具备多维应用潜能的高分子材料,因高含水量、可控的力学性能、优异的渗透性、良好的生物相容性和类组织性等优点,被广泛应用于不同领域,特别是在含水环境中,如组织工程、植入电子设备和水下软体机器人等,通常需要水凝胶黏附于基底表面。然而,水凝胶的高含水量和聚合物网络的高亲水性,使其在湿环境中

兰州化物所纳米材料制备技术取得新进展

  5月30日获悉,中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心复合润滑材料研究组采用简单方法成功制备出粒度均匀的聚四氟乙烯纳米微球,并于近日获得国家发明专利授权(聚四氟乙烯纳米微球的制备方法,专利号ZL:200710188579.9)。  聚四氟乙烯是一种优良的固体润滑材料,其线型结

兰州化物所研发出高效油水分离新材料

  随着越来越多的工业含油废水的产生以及不断发生的石油泄漏事件,对高效油水分离材料和技术的需求越来越迫切。据报道,具有超疏水/超亲油特性的磁性纳米微粒可实现油水分离。然而,其分离效率远未达到实际使用要求。尽管通过适当的设计可改善复合微粒油水分离效率,但往往忽略了微纳颗粒高比表面积的优势。而

兰州化物所仿生关节软骨材料研究取得系列进展

  人体滑膜关节能够在极高的赫兹接触压力(3-18 MPa)下呈现出较低的摩擦系数(0.001-0.03)。无论是静止还是运动状态,关节界面始终都能够保持超低的摩擦系数,支撑人体正常运动过程。研究表明,包覆在骨关节表面的重要软组织——关节软骨在减小骨与骨之间的摩擦以及缓冲运动时产生的震动等方向起着至

兰州化物所功能化超疏水材料研究取得进展

  中国科学院兰州化学物理研究所先进润滑与防护材料研究发展中心复合润滑材料研究组在功能化超疏水材料研究方面取得新进展。   为了解决超疏水表面机械稳定性差和易被油污染的问题,兰州化物所研究人员通过热压的方法制备了一种超疏水的CNTs-PTFE整体材料。该整体材料经砂纸多次刮擦后仍具有

兰州化物所功能化离子液体材料研究取得进展

  中国科学院兰州化学物理研究所绿色化学与催化中心在功能化离子液体材料研究方面取得系列进展。  该中心的研究人员利用传统的无机碳硼烷材料进行阴离子功能化并和有机阳离子进行有效组合,获得了一系列室温下为液体的碳硼烷衍生的室温离子液体材料。该类离子液体利用醚基的强柔韧性,提高了

兰州化物所在界面材料研究方面取得系列进展

  浸润性是材料的重要属性之一,根据材料表面对水的极端润湿性的不同,大体可以分为超亲水和超疏水材料。自然界中很多生物体表皮都具有极端的润湿性。例如,“出淤泥而不染”的荷叶表面具有优异的疏水性能,从而可以实现自我清洁;鱼的皮肤具有极强的亲水性,因而可以在水下对油具有很强的排斥作用,从而能够保证鱼不被海

兰州化物所在界面材料研究方面取得系列进展

  中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室仿生摩擦学课题组近年来从仿生角度出发,构筑了多种具有特殊浸润性的微纳复合结构界面材料。近期,研究人员将棉花膨胀分散溶解在氯化锌溶液中,进而在其纤维上掺杂了多种硬脂酸盐,通过简单的抽滤、压片干燥,得到了多种彩色超疏水纸。此外,在常见的沙子表面,通过

兰州化物所离子液体软光电材料研究取得进展

  中国科学院兰州化学物理研究所绿色化学与催化中心在离子液体软光电材料研究方面取得系列进展。   研究人员通过将光功能基团偶氮苯与离子液体进行共价键合,设计合成了一类具有明显光响应特性的离子液体,并获得中国发明ZL授权(一种光响应的离子液体及其制备方法,ZL号:ZL200710307474.0)。

兰州化物所材料表面粘附行为研究取得系列进展

  近年来,疏水/疏油材料研究非常之多,但是粘附性作为材料表面物理性质的重要方面并未受到较多重视,特别是如何调控材料表面的粘附性还没有太多的实验研究。  中国科学院兰州化学物理研究所材料表面与界面行为研究组致力于材料表面粘附行为方面的研究工作,并取得了系列进展。  该研究小组首先利用聚合物材料成功制

兰州化物所等在仿生润滑材料研究中获进展

  物体(液体和固体)的定向传输在能量传输、智能机器人、生物医学设备等领域有着重要应用。过去20年里,液体定向输运研究引起了科学家的广泛关注,并取得重要突破,然而,固体输运研究报道很少。与液体定向输运机制不同,限域受压条件下固体定向输运需要依靠强大的机械推动力来克服弹性变形接触过程中的摩擦力,而良好

兰州化物所新型人工骨关节替代材料研究取得进展

  在中科院“百人计划”和国家自然科学基金项目支持下,中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室阎兴斌研究员带领的低维材料摩擦学课题组,在氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料的摩擦学研究上获得了新进展。  超高分子量聚乙烯作为人工关节软骨(关节臼)材料,与金属

兰州化物所有序介孔材料研究取得系列进展

  具有高比表面积、孔径尺寸可调及大孔容的有序介孔材料因其在催化、气体分离、药物载体、气体传感及电化学能源存储等领域的广泛应用前景,成为世界范围内的研究热点之一。   中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室低维材料摩擦学研究组在有序介孔材料制备及其应用研究方面取得了一系列新进展。研究人

兰州化物所在分子识别催化材料研究中获进展

高活性、高选择性的多相催化材料创制是催化研究领域的重要目标。在众多选择性调控手段中,基于均多相融合理念构筑金属-有机活性表界面是提高催化反应选择性的有效技术。在既往研究中,催化剂选择性的提高多以牺牲表面活性位点数量或催化活性为代价。通过分子印迹策略设计制备一类能同时提高催化剂活性和选择性的均多相融合

摩擦起电诱导电致发光研究获进展

近日,河北大学物理科学与技术学院科研团队在摩擦起电诱导电致发光研究方面取得新进展,相关成果先后在《先进科学》和《纳米能源》发表。 摩擦起电诱导电致发光是一种新型的发光材料,它依赖于摩擦起电和电致发光耦合,通过极其柔和的机械作用将动态运动转换为发光信号。与传统力致发光相比,摩擦起电诱导电致发光以其

兰州化物所钛碳化硅摩擦腐蚀性能研究获新进展

  钛碳化硅/氮化硅摩擦副在干摩擦、蒸馏水、稀硫酸和浓硫酸溶液中的摩擦磨损性能:(a) 平均摩擦系数, (b) 摩擦系数随时间变化而变化, (c) 钛碳化硅的磨损率,(d) 氮化硅球的磨损率。  中科院兰州化学物理研究所金属基高温润滑材料组研究人员考察了钛碳化硅在稀硫酸和浓硫酸溶液中

兰州化物所石墨烯基多层薄膜构筑及摩擦学性能研究获进展

  中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室研究人员在石墨烯基多层薄膜的构筑及其摩擦学性能研究方面取得新进展。在由氧化石墨烯(GO)外层和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)自组装底层修饰的硅基片上,研究人员进一步接枝了十八烷基三氯硅烷(OTS)分子,成功地构筑了疏水的APTES-GO-OT

兰州化物所石墨烯薄膜研制及其摩擦学性能研究获得新进展

石墨烯氧化物在单晶硅基底上的多步组装示意图  中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室聚合物摩擦学组在石墨烯(Graphene)薄膜研制及其摩擦学性能研究方面获得新进展。  石墨烯是单层碳原子紧密排列而形成的一种炭质新材料,具有单层二维蜂窝状(Honeycomb)晶格结构,是目

兰州化物所等在摩擦发光与可视化力学传感研究中获进展

  随着信息化和智能化时代的到来,力学传感在生产生活中起着越来越重要的作用,如电子皮肤的智能触觉感知、机械部件对内应力的智能感知和监测。将力学信息转变为电信号进行处理和监测是目前常用的力学传感方法,然而,该类力学传感器依赖于特定的电路设计和专业的电学信号监测设备,在诸多场景中仍无法应用。摩擦发光,又

兰州化物所等在辐射制冷新材料研究中获进展

  在全球气候变暖和双碳战略背景下,清洁能源材料与节能降碳技术具有重要意义。传统降温方法(如空调系统等)能源消耗大,导致温室气体排放显著提升,阻碍双碳目标的实现。辐射制冷作为零能耗、零污染的制冷技术,为可持续碳中和提供了新机会。该技术利用宽光谱选择性精准调控,通过针对性优化光学结构满足多场景制冷需求

兰州化物所研发加固仿生自清洁硅基仿生材料

  出淤泥而不染的荷叶,捕虫高手猪笼草,科学家们研究仿生,利用自然界赋予的神奇功效为人类服务。然而,仿生“荷叶”和“猪笼草”却有一颗“玻璃心”,一旦受到外界触碰,“自清洁”功能也随即消失。  “我们要做可以应用的硅基仿生自清洁材料。”中科院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物应用研究重点实验室张俊平研究