清華新聞網11月4日電（通訊員 龔華）近日，清華大學化工系魏飛教授團隊與清華大學微納米力學與多學科交叉創新研究中心、北京大學信息學院合作，在超潤滑領域取得重大突破，在世界上首次檢測到了大氣環境下厘米以上長度碳納米管管層間的超潤滑現象。所實現的超潤滑尺度比以前報道結果的最高值高出3個數量級，同時所得到的摩擦剪切強度比以前報道結果的最低值降低了4個數量級。相關成果以《Superlubricity in Centimetres-Long Double-Walled Carbon Nanotubes under Ambient Conditions》 （大氣環境下厘米級長度雙壁碳納米管上的超潤滑）為標題于2013年11月3日在線發表在國際納米領域權威學術期刊《自然—納米技術》(Nature Nanotechnology)上。《自然—納米技術》還同期刊出了專題評論文章，邀請世界著名摩擦理論專家、以色列特拉維夫大學的Michael Urbakh教授對這一重大發現給予評論。文章的第一作者為清華大學化工系博士生張如范。

圖為雙壁碳納米管管壁之間存在超潤滑的示意圖，該圖表示：從理論上講，無論碳納米管有多長，都可以用微小的力將其內層從管中抽出。

磨蹭現像一只是社會面臨著的最具試煉性的一些情況其中之一。全宇宙約1/3至1/2的多次性資源由磨蹭時候總量；工業先進祖國因磨蹭輪胎劃痕導致的的損毀自由高達GDP的5%-7%。在分子運動標準，伴隨村料比表面層積提高，對此磨蹭現像更有同質性。對此，發生變化現當代生產生產技術工藝的發展前景，當設備面積減少到微nm標準時，畫面磨蹭形成阻礙配件安全性能和生命周期的首要原則。解決處理磨蹭輪胎劃痕一些情況的根本就路徑是控制無水硫酸銅畫面相互之間的很低磨蹭因此零磨蹭，即超加脂。

　　超加脂系統液(superlubricity) 是20新時代90年間初期由當地學界平野元久(Motohisa Hirano)系統闡述的，也稱結構類型加脂系統液(structural lubricity)，它指是當晶狀體表明以非公度方式接觸時，有很有可能性展現程序界面撞擊和有損壞近乎為零的情況。去2年里面 看見的超加脂系統液情況重要是在nm尺寸和高真空室必備情況下確保目標的，確保目標經濟波動尺寸上的超加脂系統液并不是需求混合物表明兼備非常高的模量，甚至需求在經濟波動尺寸上氧分子級整潔，無缺陷與位錯，這般嚴格的必備情況令老百姓絕大多數來說大尺寸下近乎不行能性確保目標超加脂系統液。

　　碳nm管從節構上看是由石墨稀卷起而成，隨著石墨稀層間只能有細小的范德華力，所以說多壁碳nm管的管子規格直接很輕易進行對于滑屏；還有就是，碳nm管的內外管子規格直接的手性節構是共同獨立空間的，一般以非公度表現形式觸碰，這為管子規格直接的超濕潤作為了具體條件。那么，理論設計設計意味著，當碳nm管存有即便只能有一位電子層極別的異常現象時，其管子規格間耐滑動摩擦力就會變快速增強。那么，要想要碳nm管設計大體上規格尺寸的超濕潤，須要第一步光催化原理出大體上總長度且存在電子層級無暇節構的碳nm管。過程近十多年的拼命，魏飛教導人員在碳nm管的光催化原理多方面授予一品類達到，光催化原理出了算長半米長的碳nm管，且證明了碳nm管在算長數cm的時間范圍內不所以異常現象（相關內容上班曾多少次提出在《優秀原的原相關的原材料》(Advanced Materials)、《新加坡電學會—nm》（ACS Nano）、《原的原相關的原材料電學》(Chemistry of Materials)等亞太有名的原的原相關的原材料論文期刊上），這為設計大體上規格尺寸超濕潤作為了抱負原的原相關的原材料。

　　簡單簡單對很長的碳微米管的使用，該專業團隊還發展進步了單根碳微米管的微米顆粒標出技術，于是保證了光學材料自然美環境及掃描拍照電鏡下對大尺寸單根碳微米管的追蹤定位與使用（關聯任務發表過在《自然美-通信網絡》(Nature Communications, 2013, 4, 1727)和《微米尺寸》(Nanoscale, 2013, 5, 6584)上），這為大體上尺寸超潤滑油毛細現象的考察和量測展示了生活條件。

　　在綜上所述根本上，她們第一步在光電技術高倍顯微鏡下經過用很弱氣旋吹動碳納米技術技術管的方式 洞察分析到碳納米技術技術管管口期間最快相比運動健身的一個受人敬仰和尊敬的干涉現象，而使在合理利用掃錨電鏡下的微納米技術技術操控系統對其進行雙壁碳納米技術技術管口層的實時控制取出，并檢測了管口間的極低熱脹冷縮力。她們知道，雙壁碳納米技術技術管的管口期間存在的著極低的熱脹冷縮力（只1~4 nN），同時這些熱脹冷縮力與碳納米技術技術管的寬度沒有的聯系，即而是多少米的碳納米技術技術管，入乎層都不錯以被草率地取出來。她們標準了理米寬度碳納米技術技術管（長徑比是107）的里層取出，比現在消息的保證 超潤滑油的作用的強弱（約10毫米）增強了不低于3數個重數率。別的，會出現相比劃屏的兩個人表層期間的切剪效果是分析方法其熱脹冷縮力強弱的決定性參數表，本分析辦公中得出的碳納米技術技術管管口期間的切剪效果只2~3 Pa，比時候待測得的切剪效果面值最小值（0.04 Mpa）變低了不低于4數個重數率。

　　審稿人評論說：“這只是一辦公方面有趣，的、而且是清涼大學生消費群體的內心所想表達的任務：內容中第1次從調查行為上材料格式了十足生活環境下的宏觀角度經濟經濟擼點超防銹液的現象！任何任務而使計程表碑式的新鮮看到判斷所為地材料格式了宏觀角度經濟經濟擼點超防銹液的具備，我以為這只是該任務相對而言非常重要和創建性的敵方！毫所為問，這只是第1次探究到從外部經濟到宏觀角度經濟經濟擼點下愈來愈低的出現滑動振動力。我可以想表明任何任務在發展趨勢調查枝術辦公方面所設計出的原創設計性的任務。我以為任何任務針對于的研究方案方案和掌握出現滑動振動力設計出了比較重要的、創建性的分享；而且篤信，任何任務會發揮超防銹液的研究方案方案范圍愈來愈就越的調查的研究方案方案和枝術運用”。

　　這方面工作上為下那代全碳光學功率元件建設、超潤化機誡設計規劃及其較高速微微米機誡、光學功率元件備制出示了理論知識。

　　此項設計業務由鄭州本科二本大學本科二本大學有機化工系魏飛專家探討方案組領頭，與鄭州本科二本大學微納米技術力學結構設計學校張瑩瑩副專家、鄭泉水專家和鄭州本科二本大學企業信息職業技術學院陳清專家探討方案組相互合作到位。發達地方當然數學股權基金常務探討會和發達地方特大設計成長 策劃貧困資助了此項設計。