當前，這款石墨烯增強潤滑材料已在土工機械、航空飛行器、高鐵等場景中進行規模化或示范應用。該團隊還與廣西柳工機械股份有限公司聯合成立“工程機械潤滑劑聯合實驗室”，目前已建立專用于工程機械的石墨烯潤滑劑的生產體系和評價體系。

你知道嗎，摩擦消耗掉全世界約三分之一的一次能源（又稱天然能源），磨損致使大約60%的機器零部件失效，50%以上的機械裝備惡性事故都起源于潤滑失效和過度磨損……最常用且有效的方法解決摩擦磨損的辦法是，潤滑。

記者近日從西南交通大學獲悉，該校教授樊小強及其團隊成功實現石墨烯復合潤滑添加劑批量化低成本制備，解決了石墨烯在工業油品和有機基體中的應用難題，并建立基于石墨烯潤滑劑的表界面潤滑理論模型，借此打造了具有自主知識產權的多功能復合潤滑添加劑，有望打破路博潤（Lubrizol）、潤英聯（Infineum）、雪佛龍奧倫耐（Chevron Oronite）和雅富頓（Afton）四大添加劑公司對于復合劑的技術壟斷。

樊小強教授講解實驗原理

何為石墨烯復合潤滑添加劑？研制中有哪些難點？

業內人士介紹，由于能實現機械部件表面磨損與腐蝕防護，潤滑油脂存在著巨大的市場需求。其中，石墨烯憑借出色的力學性能、較高的載流子遷移率等優勢，成為當下大熱的先進材料，用于研發高性能潤滑材料或潤滑添加劑。

“我國是潤滑材料的生產與消費大國，但多傾向于生產制造傳統潤滑油脂，高性能復合潤滑添加劑的研發技術被國外壟斷。”樊小強說，團隊為此將研究方向對準石墨烯基復合添加劑的研制及其強化潤滑油膜調控，以石墨烯為潤滑油添加劑，讓它穩定均勻分散在潤滑油中。

為實現目的，本次研究重點在于“調”，主要分為調控和調制。

先看調控。一直以來，石墨烯類材料在潤滑油中應用存在難分散、易團聚的難題。“調控的目的是要將潤

滑油中的石墨烯打散，實現高度彌散及長期分散穩定性。”樊小強說。

相關實驗設備

起初，團隊多次嘗試通過電場、磁場來調控，但發現局部可以實現，但整體效果不佳，大范圍應用難。“我們回到材料本身，通過內部原子雜化和表面有機基團調控，實現石墨烯層數和結構與組分的可控性，從而攻克了其在潤滑油品中的應用瓶頸。”樊小強說。

再者，石墨烯等二維納米材料應用于涂料外涂裝時，如何實現在涂層中大面積定向排列又是一大難題。

這主要難在涂料調制上，猶如果粒橙飲料，喝之前要搖一搖一樣，要把復合潤滑添加劑“搖勻”并賦予其電、磁等性能，才能定向地噴涂在高端裝備及其零部件表面。該團隊為此進行石墨烯、Ti3C2Tx（碳化鈦）復合添加劑表界面電性的差異化調制，然后通過電泳沉積方式，實現了填料在涂層的定向排布。

石墨烯齒輪油

“調”的結果顯而易見。記者看到，實驗室里擺放著一瓶瓶試劑瓶，里面裝的便是石墨烯齒輪油、石墨烯液壓油等石墨烯復合潤滑添加劑產品，液體呈油性，顏色為碳黑色，倒過來一看，沒有任何沉淀，石墨烯與潤滑油完全融為一體。樊小強說，“調”后成功實現無機物與有機物的界面融合，突破了石墨烯類材料在潤滑油中應用難分散、易團聚的難題，形成了自主知識產權的復合潤滑劑技術。

該團隊預計，本次研制的石墨烯類潤滑材料能給機械部件帶來一系列的性能優勢，比如高負荷下較低的機械應力、遇到雙向摩擦也不會出現過早疲勞、確保機器部件擁有較長的使用周期等。

涂覆了石墨烯復合潤滑添加劑的螺栓進行鹽霧試驗后并未出現腐蝕

當前，這款石墨烯增強潤滑材料已在土工機械、航空飛行器、高鐵等場景中進行規模化或示范應用。該團隊還與廣西柳工機械股份有限公司聯合成立“工程機械潤滑劑聯合實驗室”，目前已建立專用于工程機械的石墨烯潤滑劑的生產體系和評價體系。

本月底，該團隊將趕赴湖南，為與企業合作的橋梁吊索進行防冰凍災害的復合涂料現場噴涂。“冬天來了，吊索表面容易受凍雨而結冰，會影響吊索的功能和長期安全可靠性，冰錐融化掉落會造成安全事故，我們要及時給吊索穿上一層‘保護衣’。”樊小強說。

此外，該團隊還致力于研發Ti3C2Tx（碳化鈦）基功能防護材料。在他們看來，該材料未來可替代石墨烯材料，發展系列性能優異的防護材料可用在高端裝備上。“我們接下來將更加聚焦于研究磨損與腐蝕防護技術，更好地助力建設‘交通強國’。”樊小強說。