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水基环境中界面黏附与摩擦调控及机理研究

水下粘附和摩擦的基本规律与调控方法研究对水环境下的工业生产具有重

要的意义。我们研究团队发现了金电极与亲水的二氧化硅（SiO2）微球和疏水的

聚苯乙烯（PS）微球间的亲和性差异，这种亲和性的差异归功于微球表面的润湿

性差别。通过实时调节电位实现了SiO2 微球与金电极之间的摩擦状态由超滑到高

摩擦之间的可逆转化，发现了正电位下摩擦力随载荷非线性增加的现象。无论微

球带正电还是负电，界面摩擦都会呈现正电位下高摩擦，负电位下低摩擦，但不

同电性的微球表面摩擦机理却有所不同。另外，团队还发现PVA/NaCl 水基润滑

剂可以使氮化硅/蓝宝石摩擦副在高达717 MPa 接触压力下达到超滑，摩擦界面

的磨粒对超滑稳定性有显著的影响。这一系列的研究对海洋工业，生物医学以及

微电子工业的设计和制造都有积极的作用。