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超滑（Superlubricity）技术能够极大地降低机械运动部件服役过程中的摩擦和磨损，成为近年来摩擦学领域的研究热点之一。但目前液体超滑的研究主要集中在低应用载荷、低转速下的陶瓷摩擦副界面间，使其应用受到限制。我们先前已经报道了宏观大尺度和苛刻条件下钢/钢界面间的液体超滑体系（Friction, 2022, 10(9): 1365–1381, https://doi.org/10.1007/s40544-021-0545-x），为了进一步提高其承载能力和运转速度域，简化超滑体系，推动液体超滑技术的工程化应用，需要开发新的超滑体系，并深入探究质子型离子液体实现超滑行为的关键因素。
本文在先前报道的液体超滑体系的基础上，通过体系简化，利用质子型离子液体（ILs）在多元醇水溶液中可电离出H+，并在金属基底形成吸附层的优势，通过四球摩擦试验机考察了质子型离子液体–多元醇水溶液的宏观超滑行为，系统性地研究了ILs结构、添加剂浓度、测试条件、多元醇种类、水醇比对超滑行为的影响规律，分析不同结构ILs在金属基底表面的吸附特性规律及摩擦化学反应膜的结构组成规律，并利用Stribeck曲线计算润滑状态的演变过程，探究液体润滑膜的组成和结构特性，从而揭示其超滑机理。
利用质子型离子液体诱导多元醇水溶液实现了较高载荷和转速（300 N，0.653 m/s）条件下钢/钢界面间的超滑行为，摩擦系数约为0.006。超滑行为的实现是从混合润滑到边界润滑状态的转变，超滑机理归因于离子液体的水合离子化作用、氢键网络结构和摩擦化学反应等协同作用。
该研究工作开发的水基宏观超滑体系具有制备方法简单、性能优异、绿色环保的优势，有望将其作为金属切削润滑液应用于金属加工制造领域，并为超滑体系的开发和工程化应用提供新的研究思路。
郑治文，中国科学院兰州化学物理研究所在读博士研究生。研究领域包括宏观液体超滑、功能性润滑添加剂制备及摩擦学性能研究。
冯大鹏，中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师。主要研究方向为高性能润滑油脂及添加剂，在国内外重要期刊发表研究论文80多篇，申请国家发明专利23件，获国家发明专利授权11件，获得“国家技术发明二等奖”、“甘肃省技术发明奖”等多项奖项，研制的多种润滑油脂在航空航天关键运动部件上获得成功应用。
乔旦，中国科学院兰州化学物理研究所副研究员，硕士生导师，中国科学院青促会会员。主要从事高性能润滑油脂、离子液体润滑材料及摩擦化学研究等工作，在国内外著名期刊发表研究论文30余篇，申报国家发明专利6件，先后主持承担国家各部委、中科院及省级等各类项目10余项。
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2021年影响因子为4.924，五年影响因子为5.662，位居Q1区。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊（全国共22项），2021年荣获“第五届中国出版政府奖期刊奖提名奖”。2022年变为月刊，年发文量120篇，在Springer平台和SciOpen平台同时完全开放获取出版。
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