第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

近年来，聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)作为一种刺激响应的智能聚合物已经广泛应用于药物释放、传感器、生物修复、智能润滑等领域。但是由于单一的PNIPAM仅对温度敏感，在一定程度上限制了其在多环境下的应用前景。在本研究中，采用无皂乳液聚合法制备了以PNIPAM为三维网络并负载MXene的纳米复合水凝胶PNIPAM-MXene(PM)。充分利用MXene优异的光热转换性能及其作为二维层状材料的润滑性能，通过改变温度和近红外光的开/关辐照实现了温控及光控摩擦。结果表明，PM凝胶最低临界相转变温度（LCST）在32℃左右，仅通过数秒的近红外光照射，就可以实现PM凝胶的亲疏水转换，从而达到对摩擦系数进行调控的目的。值得注意的是，这种通过温度/光照使PM凝胶实现刺激响应是可逆的。此外，PM凝胶的制备一定程度上减缓了MXene的氧化速度，而且能够在相对高频高载的条件下达到润滑效果，克服了传统水凝胶只能在低载低频的工况下使用的局限性。这一发现为通过远程调控界面摩擦从而实现智能传感器、仿生机械手等的应用提供了技术支撑。