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Nickel phosphorous trisulfide A ternary 2D material with an ultra-low coefficient of friction

文献类型:期刊论文

作者Wang DA(王道爱)2,4; Deng HY(邓浩宇)1,2; Yu TT(于童童)2,3; Du ZH(杜长合)1,2; Shen RL(沈瑞璘)2; Zhao YK(赵永康)4; He XJ(贺新建)1,2; Feng YG(冯雁歌)2,4; Zhang LQ(张立强)2,4
刊名Friction
出版日期2024-01
期号12页码:2312-2324
关键词two‐dimensional (2D) materials NiPS3 ultra‐low friction  nanotribology 
DOIdoi.org/10.1007/s40544-024-0877-4
英文摘要

Ultra‐low friction  is  crucial for the  anti‐friction,  anti‐wear,  and  long‐life  operation  of  nanodevices.  However, very few two‐dimensional materials can achieve ultra‐low friction, and they have some limitations in  their applications. Therefore, exploring novel materials with ultra‐low friction properties is greatly significant.  The  emergence  of ternary two‐dimensional materials has  opened new  opportunities for nanoscale ultra‐low  friction. This study introduced nickel phosphorous trisulfide (NiPS3, referred to as NPS), a novel two‐dimensional  ternary  material  capable  of  achieving  ultralow  friction  in  a  vacuum,  into  the  large  nanotribology  family.  Large‐size and high‐quality NPS crystals with up to 14 mm × 6 mm × 0.3 mm dimensions were grown using  the  chemical vapor transport method. The NPS nanosheets were obtained using mechanical  exfoliation. The  dependence of the NPS nanotribology on layer, velocity, and angle was systematically investigated using lateral  force microscopy. Interestingly, the  coefficient  of friction (COF)  of  NPS  with multilayers  was decreased to  about 0.0045 under 0.005 Pa vacuum condition (with load up to 767.8 nN), achieving the ultra‐low friction  state. The analysis of the frictional dissipation energy and adhesive forces showed that NPS with multilayers  had minimum frictional dissipation energy and adhesive forces since the interlayer interactions were weak  and the  meniscus force  was  excluded under  vacuum  conditions. This  study  on the  nanoscale friction  of  a  ternary two‐dimensional material lays a foundation for exploring the nanoscale friction and friction origin of  other two‐dimensional materials in the future.

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语种英语
源URL[http://ir.licp.cn/handle/362003/31409]  
专题中国科学院兰州化学物理研究所
通讯作者Wang DA(王道爱)
作者单位1.中国科学院大学材料科学与光电技术学院
2.中国科学院兰州化学物理研究所
3.青岛理工大学
4.烟台先进材料与绿色制造实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
Wang DA,Deng HY,Yu TT,et al. Nickel phosphorous trisulfide A ternary 2D material with an ultra-low coefficient of friction[J]. Friction,2024(12):2312-2324.
APA Wang DA.,Deng HY.,Yu TT.,Du ZH.,Shen RL.,...&Zhang LQ.(2024).Nickel phosphorous trisulfide A ternary 2D material with an ultra-low coefficient of friction.Friction(12),2312-2324.
MLA Wang DA,et al."Nickel phosphorous trisulfide A ternary 2D material with an ultra-low coefficient of friction".Friction .12(2024):2312-2324.

入库方式: OAI收割

来源:兰州化学物理研究所

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