调整一个非离子深层性溶剂的纳米结构和tribological特性,添加水添加

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 部落学 (tribology) 是一个学科.

背景情况:

• 作为各种应用的可调调介质,深度性溶剂 (DES) 正在引起人们的注意.
• 基于N-氧化物的DES的界面特性和tribological行为尚未完全理解.
• 了解DES中纳米结构的形成对于优化其性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究水添加对酸 (PhAA) 和N-dodecylmorpholine-N-oxide (MO-12) 的界面纳米结构和摩擦的影响.
• 阐明水诱导的纳米结构形成和摩擦减轻背后的机制.

主要方法:

• 研究了PHAA/MO-12 DES在表面上的表面结构和摩擦,其含水量不同 (高达41.9%).
• 利用原子力显微镜 (AFM) 进行正常的力分离分析,横向成像和纳米级摩擦测量.

主要成果:

• 观察到电导率增加了20倍,添加了23.6%的水.
• AFM揭示了明显的界面纳米结构,缺少整洁的DES,含水量增加.
• 一种类似海绵的纳米结构在23.6%重量%的水中形成,这归因于增强的质子转移和溶恐惧相互作用.
• 摩擦在≥7.0重量%的水中减少了高达72%,这是由于更强大的水促进的边界层.

结论:

• 将水添加到PhAA/MO-12 DES中可以促进界面纳米结构的形成,并显著减少摩擦.
• 观察到的效应是由增加的质子转移和水增强的溶恐惧相互作用驱动的.
• 这些发现突出了水作为可调节的添加剂的潜力,用于修改DES接口特性和tribological性能.