表面接枝聚合物刷与仿生水润滑研究进展 被引量：15

1

作者 魏强兵 蔡美荣 周峰 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1102-1107,共6页

动物关节的超低摩擦系数和长耐磨寿命主要归功于关节软骨表层以及关节滑液中呈"刷"型结构的生物大分子.人工仿制的表面接枝聚合物刷可以对关节润滑进行功能模拟,本文简要综述了近年来表面接枝聚合物刷的水润滑研究进展.重点... 动物关节的超低摩擦系数和长耐磨寿命主要归功于关节软骨表层以及关节滑液中呈"刷"型结构的生物大分子.人工仿制的表面接枝聚合物刷可以对关节润滑进行功能模拟,本文简要综述了近年来表面接枝聚合物刷的水润滑研究进展.重点讨论了不同类型聚合物刷(天然生物大分子、聚电解质刷、两性离子聚合物刷和中性聚合物刷等)的水润滑机理,最后讨论了目前仿生水润滑研究存在的问题以及未来的发展趋势及应用前景. 展开更多

关键词 聚合物刷 仿生润滑 水润滑 生物相容

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新型人工关节仿生润滑系统设计及滑液摩擦学特性研究 被引量：4

2

作者 张建华 陶德华 +2 位作者 付尚发 李健 赵源 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期500-503,共4页

通过摩擦学系统分析,指出了目前人工关节无润滑系统的结构缺陷.为解决此缺陷,提出了一种包括生物滑液、人工关节摩擦配副和仿生关节囊的新型人工仿生关节摩擦学系统结构,并对系统设计以及其改善现有人工关节系统润滑的潜在优越性进行了... 通过摩擦学系统分析,指出了目前人工关节无润滑系统的结构缺陷.为解决此缺陷,提出了一种包括生物滑液、人工关节摩擦配副和仿生关节囊的新型人工仿生关节摩擦学系统结构,并对系统设计以及其改善现有人工关节系统润滑的潜在优越性进行了讨论.采用销-盘摩擦磨损试验机对影响人工关节仿生润滑系统摩擦学性能的滑液进行了模拟试验前的快速初步评价.结果表明,滑液可显著改善人工关节副的摩擦学特性,但其效果同系统条件及其结构元素有关.在研制仿生滑液和设计其摩擦学特性模拟试验方法时,必须结合这些影响因素进行设计和试验. 展开更多

关键词 人工关节 仿生润滑 系统设计 摩擦学特性

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人工关节润滑系统研究进展 被引量：5

3

作者 潘育松 熊党生 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期168-171,182,共5页

从人工关节润滑机理的理论计算、人工滑液的试验研究及仿生润滑系统设计3个方面,对人工关节润滑系统的研究现状进行了综合评述。指出今后应加强对润滑液的主要组分润滑协同效应、人工润滑剂自身性能和润滑机制、仿生关节润滑系统的研究。

关键词 润滑液 仿生润滑 人工关节 摩擦磨损

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高温发汗自润滑技术及其理论研究

4

作者 刘佐民 王砚军 +6 位作者 张一兵 燕松山 解芳 冯雪梅 杨丽颖 郭红 卢平 《数字制造科学》 2011年第3期1-114,共114页

要在中国国家自然科学基金项目《高温汗腺式自扩散润滑技术及其理论研究》（No．50275110）和《高温润滑胞体结构形态及其功能控制机理研究》（No．50775168），以及中国国家教育部博士学科点专项基金项目《高温发汗润滑胞体的多胞结构... 要在中国国家自然科学基金项目《高温汗腺式自扩散润滑技术及其理论研究》（No．50275110）和《高温润滑胞体结构形态及其功能控制机理研究》（No．50775168），以及中国国家教育部博士学科点专项基金项目《高温发汗润滑胞体的多胞结构稳定性研究》（No．20070497105）的共同资助下，通过数理建模和科学试验，研究了高温发汗自润滑材料（HTSSI。c）的润滑机理、机械性能、润滑特性及其控制理论；提出了胞体结构及其强韧性模型，研究了其孔结构形态与制备工艺间互耦性；为了拓宽材料的应用范围，研究了复合润滑体组分及其复合技术；并以此制备出HTSSLC和构建了其理论与技术体系。高温发汗自润滑是基于生物体汗腺结构和发汗原理提出的自润滑原理及其技术；HTSSLC是由汗腺式有序孔胞结构的金属陶瓷硬相基体（胞壁）和熔渗在胞孔中的多元润滑体（胞核）组成的复合体，其润滑机理是复合体胞核中的润滑物质在高温摩擦热应力驱动下沿基体有序微孔通道扩散（析出）至摩擦表面，实现自补偿润滑。基于人体汗腺结构及高温发汗自润滑概念，构建了描述汗腺式微孔结构特征的汗腺式微孔分布表征模型（PSDM），并基于模型分析了烧结过程中孔隙演化规律及形成条件、材料组分和工艺参数对微孔结构形态的影响以及孔结构形态、尺寸、孔径分布与孔隙度问互耦合关系；为了验证模型的有效性，利用TiHz与CaCO。分解温度差的物化性能，以TiHz＋CaC03的复合体为复合造孔剂，辅以AlzO。为惰性弥散质点，采用二次造孔法（DSP-FT）在真空条件下制备出了与模型理论相吻合的汗腺式有序微孔结构TiC-Cr-W-Mo-V系基体。由于复合造孔剂在首次分解时，Till2分解出H2和rri，H2在烧结体内形成初始孔隙，rrj则活化烧结过程，增强了烧结体的强度；而在液 展开更多

关键词 仿生学 仿生润滑 高温发汗自润滑 发汗机理 胞体结构 润滑控制 粉末冶金 多孔复合材料 金属陶瓷 汗腺式微孔分布表征模型有序孔结构几何表征模型相对密度广义表达式孔隙率广义表达式 胞壁等效曲梁计算方法 厚壁单胞体接触力学模型 弹性模量修正Hirsch模型 颗粒增强型均质复合材料热膨胀系数计算模型 元胞自动机模型 高温发汗润滑膜覆盖率计算模型

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结构化水凝胶的仿生润滑研究进展

5

作者 张冉 麻拴红 周峰 《聊城大学学报（自然科学版）》 2019年第1期93-98,共6页

关节系统优异的摩擦学性能源于软骨表面瓶刷状生物大分子的水化、软骨本身的层状/梯度化结构以及特殊的应力耗散机制,三者协同作用促成了低摩擦、高承载及长寿命的关节软骨体系.受天然关节软骨系统生物润滑机制的启发,科学家们开发了一... 关节系统优异的摩擦学性能源于软骨表面瓶刷状生物大分子的水化、软骨本身的层状/梯度化结构以及特殊的应力耗散机制,三者协同作用促成了低摩擦、高承载及长寿命的关节软骨体系.受天然关节软骨系统生物润滑机制的启发,科学家们开发了一系列摩擦学性能优异的结构化水凝胶材料.本文综述了结构化水凝胶的仿生润滑研究进展,剖析了其作为关节软骨替代材料的潜在应用价值.最后讨论了结构化水凝胶目前存在的问题以及未来的发展方向. 展开更多

关键词 关节软骨 仿生润滑 结构化水凝胶 摩擦调控

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聚合物仿生润滑剂研究进展 被引量：11

6

作者 刘国强 郭文清 +2 位作者 刘志鲁 蔡美荣 王晓龙 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期108-120,共13页

生物体内界面之间表现出了极低的摩擦系数,生物大分子润滑剂在其中起到了重要的润滑作用.受此启发,仿生润滑剂的设计和相关润滑机理的研究引起了科研工作者的广泛关注.本文从结构仿生和功能仿生两个方面,综述了聚合物仿生润滑剂的研究进... 生物体内界面之间表现出了极低的摩擦系数,生物大分子润滑剂在其中起到了重要的润滑作用.受此启发,仿生润滑剂的设计和相关润滑机理的研究引起了科研工作者的广泛关注.本文从结构仿生和功能仿生两个方面,综述了聚合物仿生润滑剂的研究进展,分类介绍了水溶性高分子、聚合物微凝胶、聚合物刷修饰复合微球作为仿生润滑液的设计思路、润滑机理及应用研究. 展开更多

关键词 仿生润滑剂 聚合物 水润滑 微凝胶 聚合物刷

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多巴仿生润滑剂在水基钻井液中的应用及机理研究 被引量：4

7

作者 杨旭坤 蒋官澄 +1 位作者 贺垠博 董腾飞 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第6期749-755,764,共8页

利用多巴强大的水下黏附性能,合成了一种适用于水基钻井液的多巴仿生润滑剂L_(2,3)。这种新型润滑剂解决了长期以来酯类润滑剂在水中因黏附性较差无法在钻具表面形成有效润滑膜而导致的润滑性能变差的问题。此外,合成了酚羟基位置不同... 利用多巴强大的水下黏附性能,合成了一种适用于水基钻井液的多巴仿生润滑剂L_(2,3)。这种新型润滑剂解决了长期以来酯类润滑剂在水中因黏附性较差无法在钻具表面形成有效润滑膜而导致的润滑性能变差的问题。此外,合成了酚羟基位置不同的润滑剂L_(2,5),并通过FT-IR光谱和1H NMR对其进行表征。通过极压润滑仪、泥饼黏附系数测试仪、四球摩擦仪和扫描电子显微镜(SEM)评估润滑性能和耐磨性。在钠基膨润土基浆(Na-BT)中,L_(2,3)具有最好的润滑性能,1%加量下摩擦系数(COF)低至0.07,COF降低率达到87.7%,磨痕直径(WSD)为0.587 mm,在210℃以内,均能保持良好的润滑性能且不起泡。相比之下,L_(2,5)在清水中润滑性较好,摩擦系数为0.1,但在Na-BT中无法抵御黏土颗粒的剪切,润滑膜脱落,摩擦系数为0.57,接近未添加润滑剂的空白Na-BT。通过X射线光电子能谱(XPS)分析了表面润滑膜的成分和厚度,发现酚羟基结构提高了润滑剂在金属表面的黏附能力,进而提高了其润滑和抗磨性能,具体还与酚羟基类型有关。含有邻苯二酚结构的L_(2,3)通过双齿金属配位键在金属表面形成了一层致密的厚度超过80 nm的有机膜;而含有对位羟基结构的L_(2,5)只能在表面形成一层厚度低于20 nm的润滑膜。由于L_(2,3)在金属表面形成的双齿金属配位键更加稳定,所以其润滑和抗磨性能远高于L_(2,5)。 展开更多

关键词 水基钻井液 仿生润滑剂 环境友好 双齿金属配位键

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人工关节材料的表面润滑设计与应用 被引量：4

8

作者 郭飞飞 任明基 +1 位作者 胥光申 董光能 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期130-136,共7页

人工关节的摩擦磨损问题仍然是基础研究中最重要的问题,借助表面改性技术改善假体的摩擦学性能是人工关节未来发展的必经之路。从润滑角度考虑,对假体关节材料摩擦性能的研究主要集中在表面功能化润滑结构设计以及新型仿生润滑剂研究两... 人工关节的摩擦磨损问题仍然是基础研究中最重要的问题,借助表面改性技术改善假体的摩擦学性能是人工关节未来发展的必经之路。从润滑角度考虑,对假体关节材料摩擦性能的研究主要集中在表面功能化润滑结构设计以及新型仿生润滑剂研究两方面。针对功能化润滑结构,介绍表面织构设计以及聚合物刷的应用,分析表面织构参数对不同运动工况下摩擦副摩擦性能的影响,阐述表面织构的润滑机制;总结不同种类的聚合物刷结构对摩擦体系耐磨性能的调控,阐明"刷型"结构在摩擦界面的水润滑特点,提出环境介质对聚合物刷结构及性质的影响作用。针对关节润滑剂,介绍传统的关节滑液组分向聚合物仿生润滑剂的拓展。指出微/纳结构的嵌套设计与协同润滑以及润滑剂结构仿生与功能仿生的结合,将是未来的重要发展方向。 展开更多

关键词 人工关节 润滑 织构 聚合物刷 仿生润滑剂

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糖酯仿生润滑剂在骨关节中的润滑作用研究 被引量：1

9

作者 陶德华 卢四平 《上海工业大学学报》 1991年第2期170-175,共6页

关键词 糖酯 仿生润滑剂 骨关节 润滑作用

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溶胶-凝胶法制备仿猪笼草润滑表面 被引量：1

10

作者 许瑞 赵莉芝 +2 位作者 吴迪昊 赵雅香 张玉忠 《山东化工》 CAS 2019年第9期10-13,共4页

仿荷叶制备的超疏水表面存在对低表面能液体的防润湿性能差、压力稳定性差等缺点,仿猪笼草效应制备的灌注润滑液的光滑多孔表面(SLIPS,Slippery Liquid-Infused Porous Surface)具有自清洁、自修复和热稳定性好等诸多优点。本文以聚丙烯... 仿荷叶制备的超疏水表面存在对低表面能液体的防润湿性能差、压力稳定性差等缺点,仿猪笼草效应制备的灌注润滑液的光滑多孔表面(SLIPS,Slippery Liquid-Infused Porous Surface)具有自清洁、自修复和热稳定性好等诸多优点。本文以聚丙烯(PP)塑料和玻璃板(Glass)为基底,使用聚多巴胺/聚乙烯亚胺(PDA/PEI)作为活性层,促进四甲氧基硅烷(TMOS)矿化沉积生成二氧化硅纳米粒子(SiNPs),将溶胶-凝胶法粗糙化的表面,再经氟化和灌油处理,最终得到仿猪笼草的润滑表面。这种SLIPS光滑表面具有优异的自清洁性能和良好的透明度。 展开更多

关键词 仿生润滑表面 溶胶-凝胶法 自清洁 透明度

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基于仿生的水润滑尾轴承材料自润滑性能研究 被引量：8

11

作者 郭智威 袁成清 +2 位作者 刘爱学 姜松 陶威 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期124-128,140,共6页

水润滑尾轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,其性能的优劣对船舶航行的快速性、安全性、隐蔽性、经济性等有着重要的影响。但是水润滑尾轴承在低速工作状态下难以保证其良好的润滑性和平稳性。从仿生学的角度,介绍仿生结构的应用现状。... 水润滑尾轴承是船舶推进系统的重要支撑部件,其性能的优劣对船舶航行的快速性、安全性、隐蔽性、经济性等有着重要的影响。但是水润滑尾轴承在低速工作状态下难以保证其良好的润滑性和平稳性。从仿生学的角度,介绍仿生结构的应用现状。重点分析铁犁木的成分与表面微结构,探索其自润滑机制。初步制备基于铁犁木性能的仿生材料并进行简单的性能分析,以期在改善水润滑尾轴承的性能方面有更进一步的突破,为水润滑尾轴承的减磨以及润滑性能提升设计提供思路。 展开更多

关键词 水润滑尾轴承 仿生自润滑 材料成分 表面微结构

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含明胶纳米粒的仿生关节润滑液对人工关节材料的减摩抗磨作用研究

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作者 李卫华 梁风光 +4 位作者 董诗豫 吕伟振 刘延涛 王晓 马静毅 《中国修复重建外科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期196-201,共6页

目的 探讨明胶纳米粒(gelatin nanoparticle,GLN-NP)在仿生关节润滑液中对人工关节材料的减摩、抗磨作用,为发展新型仿生关节润滑液提供理论基础。方法 采用丙酮法将胶原蛋白酸性(A型)明胶经戊二醛交联得到GLN-NP,表征GLN-NP粒径大小及... 目的 探讨明胶纳米粒(gelatin nanoparticle,GLN-NP)在仿生关节润滑液中对人工关节材料的减摩、抗磨作用,为发展新型仿生关节润滑液提供理论基础。方法 采用丙酮法将胶原蛋白酸性(A型)明胶经戊二醛交联得到GLN-NP,表征GLN-NP粒径大小及稳定性。将5、15、30 mg/mL GLN-NP分别与15、30 mg/mL透明质酸(hyaluronic acid,HA)复合,制备不同浓度仿生关节润滑液,并用摩擦试验机观察其对氧化锆陶瓷的减摩和抗磨作用。应用MTT法考察仿生关节润滑液各成分对RAW264.7小鼠巨噬细胞的毒性。结果 GLN-NP粒径约为139 nm,粒径分布指数为0.17,表现为单一的高峰,说明GLN-NP颗粒粒径均一。在模拟体温条件下的完全培养基、pH7.4 PBS和去离子水中,GLN-NP随时间变化的粒径变化不超过10 nm,说明GLN-NP有很好的分散稳定性,且未发生聚集现象。与单纯15、30 mg/mL HA及生理盐水相比,在其中添加不同浓度GLN-NP后,其摩擦系数明显降低,磨痕深度、宽度及磨损体积均明显减小(P<0.05);各浓度GLN-NP组间差异无统计学意义(P>0.05)。生物相容性检测示,GLN-NP、HA和HA+GLN-NP溶液随浓度提高细胞存活率稍有下降,但细胞成活率均在90%以上,组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论 制备的含GLN-NP仿生关节润滑液具有良好的减摩、抗磨作用;其中不含HA的GLN-NP生理盐水溶液减摩、抗磨效果最好。 展开更多

关键词 明胶纳米粒 仿生关节润滑液 人工关节材料 减摩 抗磨

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仿生医用润滑剂临床应用研究 被引量：1

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作者 张先有 《上海医学》 CAS CSCD 北大核心 1999年第11期702-702,共1页

关键词 仿生医用润滑剂 临床应用 膀胱镜栓 尿道扩张

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