超潤滑技術因其極低的摩擦系數（<0.01）而成為近年來摩擦學領域的研究熱點。由固體添加劑/薄膜與液體潤滑劑協(xié)同構建的固-液復合潤滑體系，通過材料優(yōu)勢互補效應，為實現兼具超低磨損和長壽命的超潤滑狀態(tài)提供了新方法。

雖然水基超潤滑材料具有諸多優(yōu)勢，但其對金屬摩擦副的腐蝕問題會影響超潤滑狀態(tài)的長期穩(wěn)定性。為此，中國科學院蘭州化學物理研究所潤滑材料全國實驗室研究團隊近期提出了一種基于摩擦催化效應的“固-液復合超潤滑”策略，基于天然有機酸植酸和高熵陶瓷涂層的協(xié)同作用實現了優(yōu)異的減摩抗磨性能，有效地避免了水基潤滑劑的腐蝕問題。通過磁控濺射技術在軸承鋼表面沉積了(CrNbTiAlV)N高熵陶瓷薄膜（圖1），表現出優(yōu)異的力學性能并提供了豐富的反應位點。此外，在摩擦過程中高熵陶瓷表面還形成了一層鈍化層，可有效防止水基潤滑劑對鋼基體的腐蝕。

經測試，該固-液復合超潤滑體系可在125萬次往復摩擦循環(huán)中持續(xù)保持超潤滑狀態(tài)，摩擦系數低至0.0037，磨損率約為3.032×10^?10mm³/(N·m)。摩擦過程中原位形成了平均粒徑約為7.3nm的高熵陶瓷納米晶體，這些納米晶體促進了植酸分子的水解，生成了肌醇多磷酸（或肌醇）和磷酸分子。通過分子動力學模擬進一步證明，肌醇和磷酸在滑動過程中可有效降低摩擦阻力，從而在宏觀尺度上實現固-液復合超潤滑（圖2）。該研究證實了摩擦催化效應在超潤滑中的作用，為設計高性能固-液復合超潤滑系統(tǒng)提供了新策略。

圖1.固-液復合潤滑系統(tǒng)的超潤滑性能及其潤滑機制

圖2.分子動力學模擬

該研究工作以“Macro-superlubricity Induced by Tribocatalysis of High-Entropy Ceramics”為題發(fā)表在Advanced Materials（2025,37,2413781）上，蘭州化物所杜長合博士生、于童童副研究員和維也納工業(yè)大學博士后隋旭東為論文第一作者，王道愛研究員為通訊作者。

以上工作得到了國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、中國科學院重點研究計劃、甘肅省重大科技專項等項目的支持。