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石墨烯/SiO2纳米颗粒复合超滑体系中纳米颗粒的作用机制

石墨烯,纳米颗粒,宏观尺度,超滑

本文系统研究了纳米颗粒负载在石墨烯实现宏观超滑过程中的作用，探究了外加载荷的力致作用以及纳米颗粒的结构因素的影响。研究发现，在大的外加载荷作用下，纳米颗粒促进了石墨烯纳米卷的形成，这种卷曲结构的存在是获得超滑状态的前提。此外，实心结构的纳米颗粒才能够起到有效的支撑和承载宏观力的作用，此时复合涂层能够有效发挥减摩的作用实现宏观超滑（摩擦系数约为0.005-0.006）；然而空心结构的纳米颗粒不能够承载宏观的作用力，在摩擦过程中发生破坏。本研究阐明了石墨烯/纳米颗粒复合材料实现超滑过程中的关键结构因素，对指导和设计二维纳米片包裹纳米颗粒的复合物作为润滑材料具有一定的指导意义。