美国能源部 阿贡国家实验室的研究人员正在将纳米金刚石与二维二硫化钼层相结合在一起, 并打破它们创造出一种自生的, 极低摩擦的干润滑剂, 这种润滑剂能持续很长时间, 几乎是永久的. 拥有数百种工业用途, 在任何地方, 只要两块金属在干燥的条件下摩擦, 几乎都可以使用.
2015年, 纳米科技部Anirudha Sumant及其同事首次通过石墨烯与纳米金刚石的结合, 在工程规模上证明了超润滑(接近零摩擦), 从而实现了固体润滑技术的突破. 这种方法是革命性的, 从那时起他的团队继续进一步发展技术.
最近, Sumant用二硫化钼取代了石墨烯, 以观察其他二维材料的表现. 他希望这一过程与石墨烯-纳米金刚石润滑剂所观察到的过程相似. 然而, 当该研究的第一作者, 阿贡博士后研究员Diana Berman在这种材料中看不到纳米金刚石时, 相反地, 研究小组惊讶地发现了洋葱状碳球. 二硫化钼分解成钼和硫, 并与纳米金刚石反应, 转化成洋葱状碳.
Argonne团队意识到硫扩散正在增加纳米金刚石的应变, 随后破坏它们并将它们转化为洋葱状碳. Sankaranarayanan说, 这是新发现, 他们的努力也解开了另一个关于其他二维材料如何与纳米金刚石相互作用的秘密.
金刚石是自然界存在的特殊材料之一, 具有最高的硬度, 低摩擦系数, 高弹性模量, 高热导, 高绝缘, 宽能隙, 高的声传播速率以及良好的化学稳定性等, 如下表. 虽然天然金刚石具有这些独一无二的特性, 但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在, 其性质的多变性和稀有性极大地限制了其应用. 而洛阳誉芯金刚石制备的CVD金刚石膜将这些优异的物理化学性能集一身, 且成本较天然金刚石低, 能够制备各种几何形状, 在电子, 光学, 机械等工业领域有广泛的应用前景.
