化学功能化的聚合物纳米颗粒减少了钢表面的摩擦

矿物油润滑剂可保护发动机部件免受磨损，并且通过在润滑油中添加聚合物纳米颗粒来增强这种效果。一个英国团队现已发现，这些纳米粒子的环氧树脂功能化进一步促进了金属表面的摩擦减少。

正如该团队在AngewandteChemie杂志上报道的那样，含有环氧基团的纳米粒子牢固地粘附在不锈钢表面，从而显着减少摩擦。

由润滑良好的部件组成的汽车发动机消耗更少的燃料，产生更少的排放，并且遭受更少的长期磨损。矿物油被广泛用作润滑剂，并且可以使用称为聚合诱导自组装的技术在该溶剂中直接制备纳米颗粒。用几十百万分之一毫米大小的纳米粒子覆盖金属部件的表面，可以防止它们直接接触。

英国谢菲尔德大学的CsillaGyörgy和SteveArmes设计了包含油溶性聚(甲基丙烯酸月桂酯)链和油不溶性纳米颗粒核的“毛状”纳米颗粒。通过将甲基丙烯酸月桂酯与环氧官能单体甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚，将环氧基团引入“毛发”，使这些纳米粒子牢固地粘附在金属表面上。

研究小组发现，含环氧树脂的纳米颗粒会与位于不锈钢表面的羟基发生反应。这种反应导致纳米粒子的强烈粘附，这种现象称为化学吸附。是否发生化学吸附取决于环氧基团的精确位置。“令我们惊讶的是，在纳米粒子核心中引入大量环氧基团并没有产生任何有益效果，”Armes解释说。

吸附的纳米颗粒显着减少了摩擦，正如谢菲尔德团队在与总部位于英国的发动机油添加剂公司Lubrizol的科学家合作进行摩擦学研究时发现的那样。“值得注意的是，在这样的实验之后，吸附的纳米粒子在不锈钢表面保持完好无损，这些实验是在内燃机的典型工作温度下进行的，”Armes补充道。

因此，这种环氧功能化的纳米颗粒可能意味着下一代发动机油配方的润滑油添加剂性能的进一步飞跃。