并研究了其在摩擦与润滑界面监测、输运管道预

更新时间:2025-09-01 18:33 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  摩擦起电是界面摩擦经过中广博存正在的一种物理征象,其电荷积蓄易导致轮廓带电。十分是对含油界面,界面静电原位复合被抑低,静电积蓄加剧,易导致油品积碳和加快氧化失效,其破坏禁止怠忽。固-液界面摩擦起电的机理庞大,既受控于界面双电层的本质,又受控于液体正在固体轮廓的润湿行动与界面本质,这为发展固液界面摩擦起电机理与静电防护考虑带来极大离间。

  近年来,中邦科学院兰州化学物理考虑所固体润滑邦度核心试验室王道爱考虑员团队,将摩擦学考虑与界面摩擦电考虑相连系,从宏观到微观,体例考虑了界面摩擦电子出现与积蓄对资料职能的影响秩序和调控机理,并考虑了其正在摩擦与润滑界面监测、输运管道预警、摩擦调控等周围的开始使用。

  影响固液界面摩擦起电的身分稠密,导致人们对其机理与素质的了解未所有同一。该团队通过创造固液界面的新模子,探究了摩擦起电机制与界面双电层的内正在合联,考虑了温度耗散、液体离子浓度、pH导致的反离子吸附、轮廓组分等身分的影响,揭示了电子转动和离子转动正在固-液界面起电中的配合功用(图1)。为进一步通过调控润滑介质组分竣工呆板装置中摩擦界面的静电防护供给了外面和手艺援助。其它,考虑职员还体例考虑了油-固摩擦界面的摩擦起电行动,揭示了油润滑界面摩擦起电与润湿性的合联,阐释了润滑油本质与摩擦起电的合联,计划了基于摩擦电的润滑品静电预警及油润滑界面乏油状况预警体例。合连考虑成绩揭橥正在Nano Energy(2022, 104, 107900;2022, 104, 107930;2020, 78, 105370)和 Tribology International(2022, 165, 107323)上。

  轮廓润湿行动是影响固液摩擦起电的另一主要身分。该团队通过计划资料轮廓组织、组分、界面接触等身分,体例探究了固-液界面润湿性、黏赞成界面接触与摩擦起电的互相合联。通过固-液摩擦起电凿凿地量化和跟踪了润湿动力学(图2),进而原位揭示了轮廓微观组织调控润湿转移行动的机制。其它,考虑职员还遵循PCL构象变更与摩擦电学行动之间的亲近合连性,诈骗液-固摩擦电信号考虑了两亲性齐集物的轮廓重构行动,探究了其正在界面润湿性监测和智能润滑检测等周围中的潜正在使用。合连成绩揭橥正在Advanced Science (2022, 9, e2200822)、Advanced Functional Materials(2021, 31, 2010220;2019, 29, 1903587)上。

  即日,该团队诈骗一品种似文丘里管的组织,通过耦联摩擦起电效应与击穿放电效应,革新性地考虑了气体-液体两相流与固体界面的摩擦起电行动。考虑职员诈骗流体的流变学职能,治理了固-液正在摩擦起电搜求经过中接触面积小、接触分辨速率、输出职能低等题目,竣工了用1.0 mL水取得3789V和867μA瞬时电流和电压输出的新记载,区别是守旧计划的1890和430倍(图3)。正在微观的电荷转动机理方面,基于密度泛函外面(DFT)创造模子对固-液界面的电荷转动实行仿真模仿,诈骗专业的流体仿真软件和高速摄像机对气液两相流正在固体器件内的动力学特色实行判辨。该考虑对了解众相流与固体界面之间的摩擦起电行动以及呆板运动经过中高速油液的静电防护具有主要意旨。该考虑使命以“Gas-liquid two-phase flow-based triboelectric nanogenerato with ultrahigh output power”为题揭橥正在Science Advances(2022, 8, eadd0464)上。

  上述使命获得了邦度自然科学基金、邦度核心研发谋划、中科院先导B教育等项主意援助。