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近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所提出了一種基于歸一化接觸理念的工程超潤滑設(shè)計原理，建立了從“宏觀接觸—微納界面—分子構(gòu)型—原子晶格”跨尺度結(jié)構(gòu)協(xié)同調(diào)控方法，并與合作者揭示了摩擦界面晶格匹配的動態(tài)微觀演變與超滑機理，在工程級接觸尺寸、極端高接觸應(yīng)力及實際大氣環(huán)境下獲得了穩(wěn)健的超潤滑性能，對推動超潤滑走向工程化具有重要意義。團隊通過激光織構(gòu)構(gòu)建規(guī)則的接觸陣列，將宏觀面接觸歸一化為無數(shù)等同的微米級單元接觸，使每個單元的接觸狀態(tài)保持一致。在每個接觸單元表面，團隊構(gòu)筑了剛性非晶類金剛石碳（DLC）膜層/柔性晶體MoS2配副滑移元界面，削弱接觸界面在極端高接觸壓力下的形變；進一步采用MXene作為增強與錨定劑，使晶體MoS2在極端高接觸壓力和大氣環(huán)境下保持完整的層狀結(jié)構(gòu)，維持超潤滑界面的穩(wěn)定。團隊還揭示了運動過程中原子晶格匹配的動態(tài)偏轉(zhuǎn)微觀機制，發(fā)現(xiàn)了非晶DLC/晶體MoS2永久非公度接觸特性，從根本上消除了晶格匹配所導(dǎo)致的原子互鎖。團隊實現(xiàn)了在毫米級接觸尺寸、12.7GPa高接觸應(yīng)力及40%RH大氣環(huán)境下穩(wěn)健的超潤滑性能，取得的超潤滑性能工況條件已經(jīng)達到甚至超過實際零部件運行工況的惡劣程度。研究突破了之前超潤滑對接觸尺寸、載荷和環(huán)境的耐受范圍，為工程尺度超潤滑設(shè)計提供了新思路，有助于推動超潤滑技術(shù)在航空航天、先進制造及交通運輸?shù)阮I(lǐng)域的工程應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院基礎(chǔ)與交叉前沿科研先導(dǎo)專項等的支持。論文鏈接歸一化接觸超潤滑設(shè)計及構(gòu)筑工程尺度超潤滑性能及跨尺度結(jié)構(gòu)協(xié)同作用機理