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  含有基礎油和添加劑的配方潤滑油能夠在摩擦副表面形成保護性摩擦膜，有效地減少機器零件的摩擦和磨損。然而，傳統(tǒng)含磷含硫的小分子添加劑本身具有一定的毒性，并且它們在化學、熱和/或機械等方面表現(xiàn)出固有的不穩(wěn)定性。這些都導致了嚴重的有害物排放，從而引起了環(huán)境問題。近來，石墨烯、氧化石墨烯和還原氧化石墨烯等石墨衍生物已被廣泛用作綠色，環(huán)保型潤滑油納米添加劑，但它們的制備過程復雜，產(chǎn)率低，成本高，或者涉及使用高腐蝕性化學品，引起了嚴重的安全和環(huán)境問題。因此，直接使用原始石墨作為潤滑油添加劑對于實際摩擦學應用非常有意義。然而，由于石墨與潤滑基礎油完全不相容，實現(xiàn)這一綠色可持續(xù)的想法具有巨大的挑戰(zhàn)性。

  在油凝膠中，石墨事實上已經(jīng)通過與含芘的遙爪型聚合物之間的π?π相互作用被原位剝離成石墨烯。透射電子顯微鏡(TEM，圖2a)和原子力顯微鏡(AFM，圖2b)圖像顯示，石墨烯納米片形成于Graphite@P_mS_2nP_m復合油凝膠中。AFM高度圖證明薄片厚度為2.16 ~ 2.81 nm，對應著6 ~ 8層石墨烯。如圖2c所示，復合油凝膠的偏光顯微鏡（POM）圖像顯示出微弱但清晰的雙折射信號，說明由于芘基團與石墨/石墨烯之間的π?π相互作用而導致石墨在油凝膠中原位剝離成石墨烯。 

圖2. 從油凝膠Graphite@P₆S₅₀P₆中原位剝離得到石墨烯的（a）TEM圖和（b）AFM圖，（c）Graphite@P₆S₅₀P₆的POM顯微圖。

圖4.（a，b）Graphite@P₆S₅₀P₆復合油凝膠潤滑鋼表面橫截面的TEM圖，元素分布圖：（c）Pt，（d）C，（e）O和（f）Fe。

  采用聚焦離子束和透射電子顯微鏡聯(lián)用技術（FIB-TEM）對Graphite@P₆S₅₀P₆復合油凝膠潤滑的鋼表面進行分析以揭示潤滑機理：如圖4a所示，在鉑層和鋼塊襯底之間可以清晰地看到厚度為70 ~ 100 nm的灰色摩擦保護膜。圖4b中的高分辨TEM圖像顯示，在摩擦膜中形成了石墨烯納米片（d = 0.36 nm）和氧化鐵納米顆粒（d = 0.26 nm）。此外，TEM-EDS元素分布顯示，C、O和Fe元素均勻分散在摩擦膜中(圖4c?f)。這些結果表明，在磨損表面形成了摩擦保護膜，可將兩個摩擦接觸面隔離開，從而起到減摩抗磨作用。

  在這項工作中，石墨以油凝膠的形式直接用作綠色環(huán)保型潤滑油添加劑，而不涉及任何預先剝離，改變了我們傳統(tǒng)的觀點，即剝離的石墨烯是不可或缺的。考慮到大量可用的π共軛（大）分子，這一研究為制備高性能的石墨復合凝膠潤滑劑提供了一般性的方法。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.3c00457