C60複合LB膜摩擦學行為

C₆₀自1985年被發現以來，由於(yu) 其分子級的高度對稱性球形結構，*的抗壓能力和硬度，較低的表麵能級很好的化學穩定性，被認為(wei) 可能成為(wei) 新一代超級潤滑材料。美國B.Bhushan等發現C₆₀的複合膜不僅(jin) 可以大幅度降低C₆₀的摩擦係數（利用摩擦係數儀(yi) 測試摩擦其摩擦係數），還能提高其耐磨壽命。C₆₀沒有兩(liang) 親(qin) 性基團，但可以與(yu) 兩(liang) 親(qin) 分子在氣/液界麵形成穩定的複合LB膜。張軍(jun) 等在玻璃基片上沉積了不同層數的C₆₀-SA（硬脂酸）LB膜，並考察了摩擦學特征。發現其與(yu) GCr₁₅鋼球摩擦副之間的摩擦係數要比C₆₀-C70LB膜與(yu) GCr₁₅鋼球摩擦副小，而耐磨性要較單純脂肪酸LB膜好。後來他們(men) 又對機理進行了推測，認為(wei) 是複合膜中的C₆₀與(yu) 具有長鏈的硬脂酸的協同效應的結果，一方麵是長鏈分子起減小摩擦作用，而C₆₀起到承重作用。

    薛群基等製備C₆₀/BA（山崳酸）複合LB膜和C₆₀/AA（花生酸）複合LB膜，他們(men) 認為(wei) 上述複合膜之所以顯示較小的摩擦力，主要是因為(wei) C₆₀的“微滾動”作用。楊光紅等通過製備純C₆₀膜，C₆₀/AA複合LB膜及兩(liang) 種限域體(ti) 係C₆₀複合LB膜（C₆₀/SA/AA/OA複合LB膜和C₆₀/SA/BA/OA LB膜），並比較研究它們(men) 的摩擦力和耐磨壽命，結果發現，C₆₀/SA/BA/OA LB膜表現出更低的摩擦係數，而C₆₀/SA/AA/OA LB膜具有更好的抗磨能力。他們(men) 認為(wei) ，在限域體(ti) 係C₆₀複合LB膜中，C₆₀存在兩(liang) 種結構，一種是尺寸分布在150~230nm之間的大聚集體(ti) ，另一種是尺寸小於(yu) 20nm的小聚集體(ti) 。微摩擦學研究表明，C₆₀大聚集體(ti) 對應較高的摩擦力，“棘輪效應”明顯；C₆₀小聚集體(ti) 則顯現出“微滾動”效應，具有很低的摩擦力。宏觀摩擦學研究表麵，C₆₀大聚集體(ti) 主要起支撐載荷和耐磨作用，並隨其分散性的提高及粒徑的減小，C₆₀複合LB膜的耐磨壽命大幅度提高；而C₆₀小聚集體(ti) 主要起減磨總用。C₆₀複合LB膜的摩擦係數隨載荷的增大而降低，具有和邊界潤滑膜相似的摩擦係數-載荷關(guan) 係。

    注：C₆₀複合LB膜的摩擦係數的測試需要用到高測試儀(yi) 器，如摩擦係數儀(yi) 。