在中科院“百人計(jì)劃”和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目支持下,中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室閻興斌研究員帶領(lǐng)的低維材料摩擦學(xué)課題組在氧化石墨烯基超高分子量聚乙烯(UHMWPE)復(fù)合材料的摩擦學(xué)研究上獲得了新進(jìn)展。
超高分子量聚乙烯,作為人工關(guān)節(jié)軟骨(關(guān)節(jié)臼)材料與金屬或陶瓷人工關(guān)節(jié)頭組合成目前臨床普遍采用的人工關(guān)節(jié)。然而,臨床實(shí)踐顯示,人造關(guān)節(jié)有效工作年限為10-15年,長(zhǎng)期使用過(guò)程中產(chǎn)生的聚乙烯磨屑引起骨骼發(fā)炎,發(fā)生無(wú)菌性松動(dòng)和假體脫落等問(wèn)題需要更換新的人造關(guān)節(jié),再次更換人工關(guān)節(jié)的手術(shù)費(fèi)用和失敗率比首次更換高很多,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失和對(duì)患者身體的傷害。
研究人員為增強(qiáng)醫(yī)用超高分子量聚乙烯的耐磨性能,采用納米粒子增強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù),充分利用新型二維納米材料石墨烯的高強(qiáng)度、高模量、高硬度和低摩擦系數(shù)的突出特點(diǎn),提高了石墨烯/UHMWPE復(fù)合材料摩擦磨損性能;同時(shí),研究了石墨烯增強(qiáng)體在聚合物基復(fù)合材料摩擦過(guò)程中的組分、結(jié)構(gòu)與性能的演變規(guī)律以及石墨烯的潤(rùn)滑機(jī)理和化學(xué)物理變化。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在近期出版的Tribology Letters上。
GO/UHMWPE 復(fù)合材料的硬度與磨損率變化
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