美國能源部 阿貢國家實驗室的研究人員正在將納米金剛石與二維二硫化鉬層相結合在一起, 並打破它們創造出一種自生的, 極低摩擦的幹潤滑劑, 這種潤滑劑能持續很長時間, 幾乎是永久的. 擁有數百種工業用途, 在任何地方, 只要兩塊金屬在乾燥的條件下摩擦, 幾乎都可以使用.
2015年, 納米科技部Anirudha Sumant及其同事首次通過石墨烯與納米金剛石的結合, 在工程規模上證明了超潤滑(接近零摩擦), 從而實現了固體潤滑技術的突破. 這種方法是革命性的, 從那時起他的團隊繼續進一步發展技術.
最近, Sumant用二硫化鉬取代了石墨烯, 以觀察其他二維材料的表現. 他希望這一過程與石墨烯-納米金剛石潤滑劑所觀察到的過程相似. 然而, 當該研究的第一作者, 阿貢博士後研究員Diana Berman在這種材料中看不到納米金剛石時, 相反地, 研究小組驚訝地發現了洋蔥狀碳球. 二硫化鉬分解成鉬和硫, 並與納米金剛石反應, 轉化成洋蔥狀碳.
Argonne團隊意識到硫擴散正在增加納米金剛石的應變, 隨後破壞它們並將它們轉化為洋蔥狀碳. Sankaranarayanan說, 這是新發現, 他們的努力也解開了另一個關於其他二維材料如何與納米金剛石相互作用的秘密.
金剛石是自然界存在的特殊材料之一, 具有最高的硬度, 低摩擦係數, 高彈性模量, 高熱導, 高絕緣, 寬能隙, 高的聲傳播速率以及良好的化學穩定性等, 如下表. 雖然天然金剛石具有這些獨一無二的特性, 但是它們一直僅僅是以寶石的形式存在, 其性質的多變性和稀有性極大地限制了其應用. 而洛陽譽芯金剛石製備的CVD金剛石膜將這些優異的物理化學性能集一身, 且成本較天然金剛石低, 能夠製備各種幾何形狀, 在電子, 光學, 機械等工業領域有廣泛的應用前景.
