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Ultrastable Lubricating Properties of Robust Self-Repairing Tribofilms Enabled by in Situ-Assembled Polydopamine Nanoparticles.
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-03 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b03214 Guangyan Chen 1 , Jun Zhao 2 , Kai Chen 3 , Siyu Liu 3 , Minyi Zhang 1 , Yongyong He 1 , Jianbin Luo 1
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-01-03 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.9b03214 Guangyan Chen 1 , Jun Zhao 2 , Kai Chen 3 , Siyu Liu 3 , Minyi Zhang 1 , Yongyong He 1 , Jianbin Luo 1
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Aqueous lubrication in nature is attracting increasing attention in the tribological fields for reducing friction energy consumption and improving anti-wear durability. Generally, adding nanolubricant additives is one of the most important strategies to effectively enhance the interface performance under boundary lubrication via the formation of a protective tribofilm on rubbing surfaces. However, the adsorbed tribofilms are unstable and are prone to failure during friction, and the interaction mechanism between the tribofilms and frictional interfaces is partly disclosed. In this study, inspired by mussels, an in situ-assembled polydopamine (PDA) tribofilm is achieved with PDA nanoparticles as aqueous lubricant additives, which shows excellent lubrication properties. The coefficient of friction is interface-independent and is reduced by as much as 83%. The results show that the PDA tribofilm can not only form chemical bonding with metal interfaces but also present a synergistic lubrication effect with the upper ceramic surface. Especially, a self-repairing effect of the PAD tribofilm is observed, by which the ultrastable lubricating properties can be achieved during friction, and thus, the friction and wear can be effectively controlled. This work provides an effective method for improving the interface stability of friction pairs under aqueous lubrication and also shows great meaning for industrial applications.
中文翻译：
原位组装的聚多巴胺纳米粒子可实现坚固的自修复摩擦膜的超稳定润滑性能。
在摩擦学领域中，水润滑在减少摩擦能量消耗和提高抗磨损耐久性方面正引起越来越多的关注。通常，添加纳米润滑剂添加剂是通过在摩擦表面形成保护性摩擦膜有效地增强边界润滑条件下界面性能的最重要策略之一。然而，吸附的摩擦膜不稳定并且在摩擦过程中容易失效，并且摩擦膜和摩擦界面之间的相互作用机理被部分公开。在这项研究中，受贻贝启发，以PDA纳米颗粒作为水性润滑剂添加剂，实现了原位组装的聚多巴胺（PDA）摩擦膜，显示出优异的润滑性能。摩擦系数与界面无关，可降低多达83％。结果表明，PDA摩擦膜不仅可以与金属界面形成化学键合，而且还可以与陶瓷上表面产生协同润滑作用。尤其是，观察到PAD摩擦膜的自修复作用，由此可以在摩擦期间实现超稳定的润滑性能，因此可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出了重要的意义。观察到PAD摩擦膜的自修复效果，通过该效果可以在摩擦过程中获得超稳定的润滑性能，从而可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出重要的意义。观察到PAD摩擦膜的自修复效果，通过该效果可以在摩擦过程中获得超稳定的润滑性能，从而可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出了重要的意义。
更新日期：2020-01-15
中文翻译：
原位组装的聚多巴胺纳米粒子可实现坚固的自修复摩擦膜的超稳定润滑性能。
在摩擦学领域中，水润滑在减少摩擦能量消耗和提高抗磨损耐久性方面正引起越来越多的关注。通常，添加纳米润滑剂添加剂是通过在摩擦表面形成保护性摩擦膜有效地增强边界润滑条件下界面性能的最重要策略之一。然而，吸附的摩擦膜不稳定并且在摩擦过程中容易失效，并且摩擦膜和摩擦界面之间的相互作用机理被部分公开。在这项研究中，受贻贝启发，以PDA纳米颗粒作为水性润滑剂添加剂，实现了原位组装的聚多巴胺（PDA）摩擦膜，显示出优异的润滑性能。摩擦系数与界面无关，可降低多达83％。结果表明，PDA摩擦膜不仅可以与金属界面形成化学键合，而且还可以与陶瓷上表面产生协同润滑作用。尤其是，观察到PAD摩擦膜的自修复作用，由此可以在摩擦期间实现超稳定的润滑性能，因此可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出了重要的意义。观察到PAD摩擦膜的自修复效果，通过该效果可以在摩擦过程中获得超稳定的润滑性能，从而可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出重要的意义。观察到PAD摩擦膜的自修复效果，通过该效果可以在摩擦过程中获得超稳定的润滑性能，从而可以有效地控制摩擦和磨损。这项工作为改善水性润滑条件下的摩擦副的界面稳定性提供了一种有效的方法，并且对工业应用也显示出了重要的意义。
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