发表在《the journal Sustainability》上的一项研究调查了将石墨烯纳米片（GNP）和六方氮化硼（hBN）引入菜籽油以改善其摩擦学性质。
研究：在菜籽油中掺入固体润滑剂纳米添加剂以提高能源效率和可持续性的协同研究。图片来源：Chamille White/Shutterstock.com
通过设置GNP和hBN的不同比率组合，创建了三种纳米级润滑组合，以获得最佳的有益协同作用。
天然润滑油正在取代石油基润滑油
为了减少基于石油的润滑剂的使用，人们越来越关注天然油作为减少磨损和摩擦的润滑剂的研究。
据研究，从蔬菜中提取的天然油在合成油中挥发性较小，具有更大的润滑性，更好的承载能力，更大的粘度指数和更好的剪切稳定性。此外，这些天然油表现出更好的分散行为，减少摩擦损失，提高效率，更高的闪点和更大的功率输出。
（a）纯菜籽油，（b）与hBN掺入的菜籽油和（c）与GNP掺入的菜籽油的润滑剂样品的图像。© Sikdar， S.， Rahman， M. H.， & Menezes， P. L. （2022）。
在润滑剂中掺入纳米颗粒
通过使用低重量百分比的纳米颗粒（NP）和微粒添加物可以提高润滑质量和性能。一个好处是它具有降低的摩擦系数（COF）和磨损。
固体NP在接触表面上剪切的能力，以及其固有的多层结构，是提高润滑质量的关键特性。
以前，拾取乳液是通过添加合成固体NP（如纳米级粘土）而产生的。这些混合物可用作各种用途的环保替代品，包括食品包装，修复和纯化，仅举几例。NP的大小、形状、化学性质和物理质量决定了集成到润滑剂中的NP的性质。
石墨烯纳米小板添加剂
石墨烯是最值得注意的纳米材料之一，被广泛用作润滑目的的添加剂。石墨烯具有较高的机械强度，优异的热传导性，减少磨损降解的能力，并且对流体不渗透。
由于这些特性，石墨烯具有独特的优势，可用作润滑中的添加剂。此外，石墨烯纳米片（GNP）完全由碳组成，不含磷或硫等有毒元素。因此，它们可能被认为是环保的。
六方氮化硼添加剂
六方氮化硼（hBN）是一种众所周知的固体润滑剂，具有薄片结构。它以层之间的摩擦最小和形成保护屏障层的能力而闻名。它是白色的色调，也被俗称为白色石墨。
在每一层hBN中，硼和氮原子通过强大的共价键相互结合，而这些层则由弱范德华力保持在一起。hBN粉末可有效减少各种环境中的磨料磨损和摩擦损失。此外，hBN对绝大多数物质不反应，使其具有生态安全。因此，它被视为提高润滑剂有效性的有趣成分。
测试结束时的摩擦系数为纯菜籽油和（a）菜籽油与GNP，（b）菜籽油与hBN。© Sikdar， S.， Rahman， M. H.， & Menezes， P. L. （2022）。
菜籽油 – 首选的生物润滑剂
在当今可用的不同生物油中，菜籽油是最便宜且最广泛用作润滑剂的生物油之一。
菜籽油的表面张力和粘度质量可与金属成型和冲压中使用的一些石油基润滑剂相媲美。在这项研究中，研究小组研究了两种不同的固体添加剂GNP和hBN的影响，它们单独和结合地整合到菜籽油中。
研究结果
该研究表明，当与无毒添加剂（如hBN和GNP）结合使用时，菜籽油的摩擦活性显着增强。随着纳米级添加剂的整合，菜籽油的动态粘度呈上升趋势.
当hBN和GNP结合并混合到菜籽油中时，磨料磨损和摩擦方面显着改善。当GNP和hBN在菜籽油中结合以产生杂交的纳米级润滑剂组合（特别是具有更多hBN的混合物）时，COF方面会发生协同效应。
另一方面，具有最高GNP的混合组合的磨损量最小。
参考
Sikdar, S., Rahman, M. H., & Menezes, P. L. (2022). Synergistic Study of Solid Lubricant Nano-Additives Incorporated in canola oil for Enhancing Energy Efficiency and Sustainability. Sustainability, 14(1). Available at: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/1/290
本文来自AZO NANO，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
