四川
研究背景
当前机械行业利用摩擦学原理减少摩擦损失以提高内燃机的性能和燃油效率。对此研究人员和设计师不断探求高效的自润滑涂层或润滑剂。目前发现纳米润滑剂可提高制动热效率，提高机械性能。研究人员为减少金属材料对环境的影响，采用植物基材料纤维素纳米晶体（CNC）为传热应用创造一种改进的、环境友好的材料。将CNC作为添加剂可有效提高传热过程的效率，以及增强机油中润滑剂的摩擦学特性。具有优异的光学、机械、电学和热学性能的Mxenes纳米材料同其他元素结合可有效提高材料的热效率。此前，已经对含CNC和MXene纳米颗粒的单组分纳米润滑剂对发动机油性能的热物理性质进行的研究。然而，大多数研究都使用了极性基础流体，很少有研究基于工业油的纳米流体用于粘度和传热应用。并且只有少数研究集中在发动机油基纳米流体上，而大多数关于油基纳米液体的研究结果都是针对变压器油、硅油、齿轮油和导热油的。对此，马来西亚彭亨大学M.Samykano团队旨在评估用于活塞环-缸套接触的单纳米粒子CNC、MXene和混合CNC-MXene纳米润滑剂的稳定性和热物理性质。
相关研究成果以题为“Improvement in Stability and Thermophysical Properties of CNC-MXene Nanolubricant for Tribology Application”发表在化学领域多学科国际期刊《Journal of Molecular Liquids》（IF=6.633）上。
研究结论
本文研究了CNC纳米润滑剂、MXene纳米润滑剂和CNC MXene纳米润滑油的稳定性和热物理特性，并且还研究了温度和不同浓度如何影响CNC、MXene和CNC-MXene的稳定性、动态粘度和热导率。这些研究是在固体浓度在0.01%至0.05%之间、温度在40℃~100℃之间的环境中进行的。从实验结果可以得出以下结论：MXene纳米颗粒形成分散体；CNC纳米润滑剂表现出最接近1的吸光度比。与CNC-MXene纳米润滑剂相比，CNC纳米润滑剂是最稳定的纳米润滑剂，而MXene纳米润滑油是最不稳定的；纳米颗粒的表面具有较强的电子电荷，粘度得到适当提高；热导率随着温度和固体浓度的升高而升高。以上数据证明CNC-MXene纳米润滑剂可作为良好的介质以提高内燃机效率。
研究数据
图1. 纤维素纳米晶体（A）1um、（B）500 nm、（C）200 nm和（D）100 nm的TEM图像
图2.MXene纳米材料（A）50 nm、（B）20 nm、（C）10 nm和（D）5 nm的TEM图像
图3.CNC-MXene纳米材料（A）200 nm、（B）100 nm、（C）50 nm和（D）10 nm的TEM图像
图4.CNC纳米润滑剂的浓度和吸收峰之间的线性关系
图5.MXene纳米润滑剂的浓度和吸收峰之间的线性关系
图6.CNC-MXene纳米润滑剂的浓度和吸收峰之间的线性关系
图7.一个月内，CNC纳米润滑剂每周的吸收峰值
图8.在一个月内，MXene纳米润滑剂每周的吸收峰值
图9.一个月内CNC-MXene纳米润滑剂每周的吸收峰值
图10.0.01%、0.03%和0.05%浓度的CNC、MXene和CNC-MXene纳米润滑剂的吸收率
图11.齐塔电位图
图12.CNC、MXene 和 CNC-MXene 纳米润滑剂的 zeta 电位分析
图13.纳米润滑剂在所有浓度下的粘度指数
图14.不同浓度下的CNC纳米润滑剂随温度升高时的动态粘度
图15.不同浓度下MXene纳米润滑剂随温度增加时的动态粘度
图16.不同温度下混合CNC-MXene纳米润滑剂随温度升高的动态粘度
图17.随温度升高，不同浓度下的粘度增强率
图18.随着温度升高，不同浓度CNC的热导率
图19.温度升高时不同浓度MXene的热导率
图20.随着温度升高，不同浓度的CNC-MXene的热导率
图21.不同浓度和温度下CNC、MXene和混合纳米润滑剂热导率
http://wwwsciencedirectcoms.vpn.cdut.edu.cn:8118/science/article/pii/S0167732223004981
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