Podrobno

Macroscale superlubricity with a high load-carrying capacity enabled by nitrogen-doped graphene quantum dots in lubricated silicon-doped amorphous carbon films
ID Nadeem, Irfan (Avtor), ID Finšgar, Matjaž (Avtor), ID Dražić, Goran (Avtor), ID Ambrožič, Bojan (Avtor), ID Malok, Matjaž (Avtor), ID Cavaleiro, Albano (Avtor), ID Kalin, Mitjan (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (8,46 MB)
MD5: 1950A8E318DD20086F36DF701027B7E2
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sv-jme.eu/?ns_articles_pdf=/ns_articles/files/ojs30/1368/68f8d8ba2df46.pdf&id=7499 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Achieving macroscale superlubricity with engineering materials is highly desirable for energy conservation, environmental benefits, and longevity of mechanical components. However, attaining superlubricity in aqueous-lubricated systems with enhanced load-bearing capacity remains challenging in metallic materials. Herein, nitrogen-doped graphene quantum dots (NGQDs) as a nano-additive in aqueous glycerol facilitate macroscale superlubricity between friction pairs of steel and silicon-doped hydrogenated amorphous carbon (a-C:H:Si). Superlubricity is observed in boundary-lubrication regime with a friction coefficient of 0.0055–0.0097 under various sliding conditions. Notably, the wear of the steel counterface (k = 8.51 × 10−9 mm3/Nm) decreased by 47.8%, resulting in a final contact pressure of 206.7 MPa, which exceeds values reported for aqueous-lubricated systems during superlubricity. The lubrication mechanism reveals that NGQDs' adsorption on the steel-worn surface, coupled with the tribocatalytic generation of FeNxCy moieties on a-C:H:Si surface, is crucial for reducing friction. These FeNxCy moieties, with a multitude of active sites, facilitate the subsequent anionic adsorption of pyrrolic-rich NGQDs. Simultaneously, the formation of amorphous graphitic film, driven by continuous shearing and exfoliation of graphene sheets within the adsorbed NGQDs, contributes to the stability of superlubricity. These findings provide insights into the functional characteristics of NGQDs for achieving superlubricity in aqueous-lubricated systems, paving the way for future energy-saving applications.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:macroscale superlubricity, metallic materials, streel
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2025
Št. strani:21 str.
Številčenje:Vol. 6, iss. 7, art. 2400671
PID:20.500.12556/RUL-175988 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:620.1/.2
ISSN pri članku:2688-4062
DOI:10.1002/sstr.202400671 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:236432131 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:17.11.2025
Število ogledov:87
Število prenosov:12
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Small structures
ISSN:2688-4062
COBISS.SI-ID:176172547 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:supemazljivost, kovinski materiali, jeklo

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0231
Naslov:Tribologija

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0421
Naslov:Trajnostne tehnologije in krožno gospodarstvo

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P2-0118
Naslov:Tekstilna kemija in napredni tekstilni materiali

Financer:ARRS - Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije
Program financ.:Slovenian Research and Innovation Agency
Številka projekta:PR-11224
Naslov:/

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0099
Naslov:Fizika mehkih snovi, površin in nanostruktur

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj