Graphen und seine Derivate werden aufgrund ihrer einzigartigen mechanischen, thermischen und Schmierleistung weithin als effektive Verstärkungen anerkannt. Die Einbindung dieser Verstärkungen in die Polyamid-Imid (PAI) Beschichtungsmatrix hat erhebliches Potenzial zur Verbesserung der tribologischen Leistung gezeigt. Hier werden die Mechanismen, die die tribologische Verbesserung durch Graphenoxid (GO) ermöglichen, durch Reibungsexperimente und molekulare Dynamik-Simulationen untersucht. Es wurde festgestellt, dass der Reibungskoeffizient (COF) der PAI-Beschichtung bei der Zugabe von GO im Bereich von 100–400 MPa und 20–100 mm/s verringert wird, wobei eine maximale Reduktion von ~25 % bei 200 MPa und 60 mm/s erreicht wird. Simulationen zeigen, dass die Reibungsreduktion auf starke Haftungsinteraktionen zwischen den eingebetteten GO-Folien und den PAI-Molekülketten zurückzuführen ist, die die scherspezifische Beweglichkeit der Ketten während des Reibungsprozesses hemmen. Dieser Mechanismus ermöglicht eine weitere Reduktion des COF der GO/PAI-Verbundbeschichtung, indem die/interfacial Haftung durch maßgeschneiderte Modulation der Oberflächenmorphologie und -chemie der GO-Folien erhöht wird. Diese Ergebnisse ebnen den Weg für die fortschrittliche Gestaltung und Anwendung von Graphen-basierten Verbundbeschichtungen mit stark verbesserter tribologischer Leistung.
Shi et al. (Sun,) haben diese Frage untersucht.