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聚合物微凝胶摩擦学行为研究及界面摩擦调控

聚合物微凝胶是分子内交联的微米或纳米级的胶体粒子，可在水中高度水化溶胀，且具有胶体稳定性、剪切黏弹性和环境响应性等，这些优异的性能为其作为水润滑添加剂提供了基础，但其摩擦学性能和润滑机理尚不明确。报告人系统研究了聚合物微凝胶的表界面行为及摩擦润滑性能，发现微凝胶是一类润滑抗磨优良且温度敏感的微纳米水润滑添加剂，揭示了软物质自适形变、水合效应和界面吸附在润滑中起到了关键作用，为研究软物质胶体的摩擦学特性提供了理论和实验基础。进一步发展了聚合物刷接枝润滑微凝胶，同时模拟了关节润滑分子的刷状结构和凝胶聚集态，从分子结构和组装形态实现了合成关节润滑剂的仿生设计。最后，通过将微凝胶与无机四氧化三铁纳米颗粒杂化复合，得到了磁性温敏复合微凝胶智能润滑添加剂，利用光热、水化和吸附等效应，实现了在温度、磁场及近红外光作用下的多模式界面摩擦调节和控制，开创了化学方法调控摩擦的新途径，其将在智能传感、可控制动和生物润滑等领域发挥了重要作用。