为实现宏观超润滑性而开发的超晶格薄膜

由中国科学院宁波材料技术与工程研究所王丽萍教授领导的研究小组，与清华大学李群阳教授合作，开发了一种通用的超晶格薄膜，可应用于机械零件，实现长期宏观超润滑和自我年轻化。该研究发表在Cell Reports Physical Science上。

据估计，全球约有三分之一的能源用于消除摩擦，这在自然界中很常见。将摩擦降低到超低水平甚至超润滑状态，摩擦系数约为 10-3可以对人类生活产生重大影响。然而，在干燥固体表面之间实现强大的宏观超润滑性仍然是一个挑战，这在以前的研究中主要在纳米尺度上用层状材料实现。

为了应对这一挑战，研究人员设计了一种通用的二硫化钼(MoS)。2) /陶瓷超晶格结构，在空气中短暂磨合后，可在温和真空中实现长期(接近 300，000 次滑动循环)的宏观超润滑性。

双层单元内每个子层的精确厚度控制赋予薄膜如此出色的超润滑性(摩擦系数为0.006)。更有趣的是，当薄膜意外暴露在空气中时，润滑能力可以恢复活力。

超润滑界面被认为是MoS滑动的结果2-包裹的金属氧化物(MeOx) 夹在高度有序 MoS 之间的纳米颗粒2薄片，将宏观接触区域划分为许多不相称的纳米接触区，以确保强大的超润滑性。

得益于强大的超润滑性，超晶格薄膜的比磨损率降低到10-9毫米3N-1m-1.

这些发现为设计多功能固体润滑剂提供了一种新颖的策略，可能有助于地面和太空的革命性应用。

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