固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

本论文首先综述了近年来国内外研究人员对于界面摩擦行为调控方面研究进展；以往研究大多数是微观摩擦行为的调控。本论文基于软材料表面的可设计性，将响应性的分子引入基体材料中制备出多种智能表面，并对其宏观润湿和摩擦行为进行了研究，实现了界面摩擦减阻的可逆调控，然后从分子角度揭示固液界面分子相互作用对界面边界滑移的影响。基于以上研究，制备出具有应用前景减阻涂层。其主要研究内容和结论如下：

1. 通过自由基聚合制备出一系列刺激敏感的氧化石墨烯复合水凝胶。首先通过控制温度来调节温敏凝胶的水化与去水化，进而实现温敏水凝胶表面摩擦系数的调节；然后在温敏性水凝胶体系中引入亲水性分子以改变温敏凝胶的相转变温度，继而实现摩擦系数改变幅度和转变点温度的调节；最后在温敏性水凝胶中引入酸碱敏感性的分子，实现凝胶表面摩擦系数外界双刺激连续可逆调节。

2. 通过表面引发原子转移自由基聚合，将温敏性、酸碱敏感性单体接枝到疏水氧化铝固体表面制备出温度、pH响应性表面，研究表面聚合物刷接枝密度，外界条件(温度、pH)对润湿、粘附及固液界面边界滑移的影响。然后通过自由基聚合制备了含有多巴胺粘附基团和偶氮苯光响应性基团的共聚物，通过表面自组装技术将光响应性聚合物组装到粗糙固体表面制备出光敏感超疏水表面，实现固液界面减阻行为的光调控。

3．通过表面自组装技术将疏水分子与亲水分子同时引入固体表面，从分子动力学角度分析了界面分子之间相互作用对润湿、粘附以及固液界面边界滑移的影响，推导出边界滑移与界面粘附之间简单关系，并通过石英微晶天平(QCM)实验进行验证。选取几种代表性液体，研究了其流体性质，如密度，粘度，表面张力等，对固液界面间粘附和减阻行为的影响。

4. 通过自由基聚合，合成氟碳树脂，制备低表面能超疏水涂层，降低固液界面分子相互作用，通过流变仪测试证明具有优异的减阻性能。通过自由基聚合制备亲水性树脂，并制备吸水溶胀型弹性丙烯酸涂层，通过重力水槽实验证明此种涂层具有较好的减阻效果，为此类涂层的实际应用提供技术支持和理论依据。