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  含有基礎(chǔ)油和添加劑的配方潤(rùn)滑油能夠在摩擦副表面形成保護(hù)性摩擦膜，有效地減少機(jī)器零件的摩擦和磨損。然而，傳統(tǒng)含磷含硫的小分子添加劑本身具有一定的毒性，并且它們?cè)诨瘜W(xué)、熱和/或機(jī)械等方面表現(xiàn)出固有的不穩(wěn)定性。這些都導(dǎo)致了嚴(yán)重的有害物排放，從而引起了環(huán)境問(wèn)題。近來(lái)，石墨烯、氧化石墨烯和還原氧化石墨烯等石墨衍生物已被廣泛用作綠色，環(huán)保型潤(rùn)滑油納米添加劑，但它們的制備過(guò)程復(fù)雜，產(chǎn)率低，成本高，或者涉及使用高腐蝕性化學(xué)品，引起了嚴(yán)重的安全和環(huán)境問(wèn)題。因此，直接使用原始石墨作為潤(rùn)滑油添加劑對(duì)于實(shí)際摩擦學(xué)應(yīng)用非常有意義。然而，由于石墨與潤(rùn)滑基礎(chǔ)油完全不相容，實(shí)現(xiàn)這一綠色可持續(xù)的想法具有巨大的挑戰(zhàn)性。

  在油凝膠中，石墨事實(shí)上已經(jīng)通過(guò)與含芘的遙爪型聚合物之間的π?π相互作用被原位剝離成石墨烯。透射電子顯微鏡(TEM，圖2a)和原子力顯微鏡(AFM，圖2b)圖像顯示，石墨烯納米片形成于Graphite@P_mS_2nP_m復(fù)合油凝膠中。AFM高度圖證明薄片厚度為2.16 ~ 2.81 nm，對(duì)應(yīng)著6 ~ 8層石墨烯。如圖2c所示，復(fù)合油凝膠的偏光顯微鏡（POM）圖像顯示出微弱但清晰的雙折射信號(hào)，說(shuō)明由于芘基團(tuán)與石墨/石墨烯之間的π?π相互作用而導(dǎo)致石墨在油凝膠中原位剝離成石墨烯。 

圖2. 從油凝膠Graphite@P₆S₅₀P₆中原位剝離得到石墨烯的（a）TEM圖和（b）AFM圖，（c）Graphite@P₆S₅₀P₆的POM顯微圖。

圖4.（a，b）Graphite@P₆S₅₀P₆復(fù)合油凝膠潤(rùn)滑鋼表面橫截面的TEM圖，元素分布圖：（c）Pt，（d）C，（e）O和（f）Fe。

  采用聚焦離子束和透射電子顯微鏡聯(lián)用技術(shù)（FIB-TEM）對(duì)Graphite@P₆S₅₀P₆復(fù)合油凝膠潤(rùn)滑的鋼表面進(jìn)行分析以揭示潤(rùn)滑機(jī)理：如圖4a所示，在鉑層和鋼塊襯底之間可以清晰地看到厚度為70 ~ 100 nm的灰色摩擦保護(hù)膜。圖4b中的高分辨TEM圖像顯示，在摩擦膜中形成了石墨烯納米片（d = 0.36 nm）和氧化鐵納米顆粒（d = 0.26 nm）。此外，TEM-EDS元素分布顯示，C、O和Fe元素均勻分散在摩擦膜中(圖4c?f)。這些結(jié)果表明，在磨損表面形成了摩擦保護(hù)膜，可將兩個(gè)摩擦接觸面隔離開(kāi)，從而起到減摩抗磨作用。

  在這項(xiàng)工作中，石墨以油凝膠的形式直接用作綠色環(huán)保型潤(rùn)滑油添加劑，而不涉及任何預(yù)先剝離，改變了我們傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，即剝離的石墨烯是不可或缺的。考慮到大量可用的π共軛（大）分子，這一研究為制備高性能的石墨復(fù)合凝膠潤(rùn)滑劑提供了一般性的方法。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00457