采用 COK-47 的高级固体润滑技术：关于水的作用的机制性见解及性能评估

金属-有机框架（MOF）纳米粒子因其可调结构和表面效应而备受关注，被用作润滑剂添加剂。然而，它们的固态润滑性能却很少被研究。本研究介绍了在一种新描述的钛基 MOF（COK-47）粉末的情况下，水分在固态润滑中的积极作用。COK-47 与 AISI 304 钢对钢滑动相比，在室空气中实现了 8.5 倍的摩擦力降低。此外，COK-47 在包括 Al2O3、ZrO2、SiC 和 Si3N4 在内的各种衬底上也保持了类似的低摩擦系数（0.1 - 0.2）。值得注意的是，与其他广泛研究的 MOF（ZIF-8、ZIF-67）和二维材料粉末（MXene、TMD、rGO）相比，COK-47 在相同的实验条件下表现出最低的摩擦力（约 0.1）。拉曼光谱、X 射线衍射、X 射线光电子能谱、能量色散 X 射线光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表明，摩擦膜是由 COK-47 在空气中与水分发生水解而形成的非晶态薄膜。密度泛函理论进一步证实，水能够促进 COK-47 的分解，这是形成摩擦膜的关键步骤。这项研究展示了利用金属有机框架（MOF）和水辅助润滑机制这一理念。它为 MOF 在摩擦学领域的应用提供了新的见解，并突显了机械工程和化学之间的跨学科贡献。