扫描二维码
或点击文末“阅读原文”
可阅读论文
单层MoS2因具备卓越的光电和摩擦学特性以及有望在微/纳米电子机械系统中充当润滑层而备受关注。目前，尽管业内对化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition, CVD）生长的MoS2的纳米摩擦学性能与CVD生长所具备的相关特性进行了广泛研究，但在单层MoS2表面设计出可降低摩擦的特定区域方面仍存在挑战。
在SiO2/Si基底上CVD法生长的面内具备类洋葱壳晶核的单层MoS2纳米片，通过原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）、透射电子显微镜（Transmission electron microscopy, TEM）和能量色散谱仪（Energy dispersive spectrometer, EDS）研究单层CVD-MoS2面内生长晶核的形貌、结构和元素分布，利用侧向力显微镜（Lateral Force Microscopy, LFM）研究CVD-MoS2纳米片面内生长晶核区域的微/纳摩擦与粘附特性，针对解构摩擦的轨迹（Trace）与回溯（Retrace）信号深入研究晶核上不同形貌分区的纳米摩擦特性，结合Derjaguin-Müller-Toporov（DMT）模型分析典型粘附力曲线和逐步降载摩擦关系以对比晶核区域和单层MoS2的粘附功、界面剪切强度和摩擦系数，阐明单层CVD-MoS2面内类洋葱壳结构晶核的构-效机制，揭示其减摩降黏机理。
在SiO2/Si基底上制备了面内散布晶核的单层CVD-MoS2纳米片，晶核高度和长轴分别约为3-12 nm和125-175 nm。晶核并非吸附于MoS2表面的小分子环境污染物，反而其相较单层CVD-MoS2还可至多减小45.0%的摩擦力。晶核结构分为多层MoS2类洋葱壳和MoO3-xSy核。相较单层MoS2，类洋葱壳晶核上的粘附力、粘附功和接触面积分别降低20.38%、21.80%和10.22%，COF和剪切强度分别降低34.3%和19.0%，且滑动时针尖更快脱离。类洋葱壳晶核的减磨机制归因于多层类洋葱壳及其面内拉伸应变的集合效应，该效应可有效降低针尖滑动时的褶皱效应，最终减弱摩擦界面的滑动阻抗。
本文所研究的类洋葱壳晶核提出了一种全新的润滑策略，为CVD法生长的2D材料生长与机械特性之间的关联提供应用指导，可显著降低结晶低维材料面上的摩擦与粘附，对润滑纳米级摩擦副界面具备潜在价值。
罗浩文，分别于2022年和2025年在西北工业大学材料学院获得学士和硕士学位，导师为刘建喜研究员；2025年9月起攻读香港城市大学理学院化学系博士，导师为李淑惠副教授。研究兴趣包含纳米摩擦学、2D材料、原子力显微镜等。
刘建喜，西北工业大学材料学院研究员，博士生导师，国家级青年人才。2002-2012年就职于中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室；2012-2016年在德国卡尔斯鲁厄理工学攻读博士学位，主要从事液相外延MOFs纳米薄膜的制备及其光、电学性能调控；2016-2018年在美国西北大学进行博士后研究，主要从事表面等离激元超材料光学性能研究；2018年6月作为人才特区引进人才加入西北工业大学先进润滑与密封材料研究中心。主要研究领域：微纳加工，纳米尺度摩擦与润滑机理，多功能防护涂层。近年来在PNAS, ACS nano, Nano Letters, Adv. Funct. Mater., Friction, Tribo. Int.等期刊发表论文90余篇（引用2600多次，h因子27）。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2024年影响因子为8.2，在Web of Science核心合集数据库机械工程领域182种期刊中排名第7位(前4%)，稳居Q1区。现为月刊，年发文量160篇。2024年入选“中国科技期刊卓越行动计划二期”领军期刊。2025年起，Friction正式转至自主科技期刊国际化数字出版平台SciOpen发布传播，实现完全独立运营，踏上中国科技期刊自主办刊新征程！
编辑 | 徐军
审核 | 解国新
点击“阅读原文”可阅读论文
电话：86-01062781379
传真：86-01062781379
E-Mail: sklt@tsinghua.edu.cn