C60復合LB膜摩擦學行為

C₆₀自1985年被發現以來，由于其分子級的高度對稱性球形結構，*的抗壓能力和硬度，較低的表面能級很好的化學穩定性，被認為可能成為新一代超級潤滑材料。美國B.Bhushan等發現C₆₀的復合膜不僅可以大幅度降低C₆₀的摩擦系數（利用摩擦系數儀測試摩擦其摩擦系數），還能提高其耐磨壽命。C₆₀沒有兩親性基團，但可以與兩親分子在氣/液界面形成穩定的復合LB膜。張軍等在玻璃基片上沉積了不同層數的C₆₀-SA（硬脂酸）LB膜，并考察了摩擦學特征。發現其與GCr₁₅鋼球摩擦副之間的摩擦系數要比C₆₀-C70LB膜與GCr₁₅鋼球摩擦副小，而耐磨性要較單純脂肪酸LB膜好。后來他們又對機理進行了推測，認為是復合膜中的C₆₀與具有長鏈的硬脂酸的協同效應的結果，一方面是長鏈分子起減小摩擦作用，而C₆₀起到承重作用。

    薛群基等制備C₆₀/BA（山崳酸）復合LB膜和C₆₀/AA（花生酸）復合LB膜，他們認為上述復合膜之所以顯示較小的摩擦力，主要是因為C₆₀的“微滾動”作用。楊光紅等通過制備純C₆₀膜，C₆₀/AA復合LB膜及兩種限域體系C₆₀復合LB膜（C₆₀/SA/AA/OA復合LB膜和C₆₀/SA/BA/OA LB膜），并比較研究它們的摩擦力和耐磨壽命，結果發現，C₆₀/SA/BA/OA LB膜表現出更低的摩擦系數，而C₆₀/SA/AA/OA LB膜具有更好的抗磨能力。他們認為，在限域體系C₆₀復合LB膜中，C₆₀存在兩種結構，一種是尺寸分布在150~230nm之間的大聚集體，另一種是尺寸小于20nm的小聚集體。微摩擦學研究表明，C₆₀大聚集體對應較高的摩擦力，“棘輪效應”明顯；C₆₀小聚集體則顯現出“微滾動”效應，具有很低的摩擦力。宏觀摩擦學研究表面，C₆₀大聚集體主要起支撐載荷和耐磨作用，并隨其分散性的提高及粒徑的減小，C₆₀復合LB膜的耐磨壽命大幅度提高；而C₆₀小聚集體主要起減磨總用。C₆₀復合LB膜的摩擦系數隨載荷的增大而降低，具有和邊界潤滑膜相似的摩擦系數-載荷關系。

    注：C₆₀復合LB膜的摩擦系數的測試需要用到高測試儀器，如摩擦系數儀。