顆粒在線訊：離子液體在室溫附近呈液態(tài)，具有獨特的陰陽離子結(jié)構(gòu)、極低的飽和蒸氣壓和優(yōu)異的潤滑性能，被公認(rèn)為是最具潛力的高性能液體潤滑材料之一。離子液體內(nèi)部的靜電作用力較強、與商品潤滑油的相容性差，且對金屬具有腐蝕性，這限制了其作為潤滑材料在航空航天、軌道交通和電子信息等領(lǐng)域的應(yīng)用。

　　中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員胡麗天團隊長期致力于離子液體潤滑材料的油溶性和功能性設(shè)計與應(yīng)用研究工作，發(fā)展了系列油溶性質(zhì)子型離子液體和新型抗腐蝕性功能離子液體材料。

　　研究人員通過增強氫鍵效應(yīng)，利用簡單的酸堿中和反應(yīng)，開發(fā)了系列質(zhì)子型油溶性離子液體。通過界面分析以及分子動力學(xué)模擬等手段，從離子液體在摩擦表面的分子構(gòu)象層面，揭示了短碳鏈油溶性離子液體較長碳鏈離子液體潤滑性能更優(yōu)的潤滑機理。相關(guān)成果發(fā)表在《應(yīng)用表面科學(xué)》(Applied Surface Science)和《膠體與界面科學(xué)》(Journal of Colloid and Interface Science)上。 

　　研究人員通過“自下而上”的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，開發(fā)了一種結(jié)合柔性烷基鏈和剛性咪唑環(huán)結(jié)構(gòu)的油溶性離子液體（[C11-IM][DEHP]），在高載荷（400N）或極低濃度（0.1wt%）下，均表現(xiàn)出優(yōu)于商品添加劑二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）及常見油溶性離子液體的摩擦學(xué)性能，極低的添加量在節(jié)約成本和滿足降低潤滑油脂中磷含量的環(huán)保要求方面具有顯著優(yōu)勢。此外，研究人員通過對摩擦界面的深入分析，從摩擦界面電子轉(zhuǎn)移角度，闡明了[C11-IM][DEHP]離子液體優(yōu)異承載能力和極低有效濃度的作用機制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上。

　　研究人員基于緩蝕機理，通過功能化結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)了系列新型抗腐蝕性功能離子液體，該系列功能離子液體作為潤滑添加劑或潤滑劑時均表現(xiàn)出優(yōu)異的摩擦學(xué)性能和抗腐蝕性能。相關(guān)研究成果發(fā)表在《國際摩擦學(xué)》(Tribology International)、《分子液體雜志》（Journal of Molecular Liquids）和《摩擦學(xué)學(xué)報》上。

　　以上研究打破了傳統(tǒng)油溶性離子液體對長烷基鏈的要求，豐富和發(fā)展了離子液體的油溶性理論體系，提出了基于緩蝕機理的抗腐蝕性離子液體功能化設(shè)計理念，為新型油溶性和功能性離子液體的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了一種新策略。

　　以上工作得到科學(xué)技術(shù)部、國家自然科學(xué)基金委和中科院青年創(chuàng)新促進會等的支持。

圖1 不同烷基鏈長度的離子液體界面吸附行為 

圖2 離子液體在摩擦界面電子轉(zhuǎn)移機制

圖3 系列功能離子液體的摩擦學(xué)性能與抗腐蝕性能