自润滑多孔聚酰亚胺（PPI）因其优异的热稳定性、机械强度和储油能力在航空航天、高端装备运动部件的润滑中具备不可替代的优势，但是多孔结构同时会削弱材料表面强度，导致弹性坍塌和耐磨性下降。因此探索减少PPI表面磨损的策略对于延长其使用寿命和提高材料稳定性至关重要。

近期，中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室王道爱研究员团队基于"自适应限域润滑"的策略（图1），设计制备了MoS₂-油凝胶复合的多孔聚酰亚胺（PPI-gel-TAM），具有高的储油能力（18.2%）和油保持率（97.7%），实现了钢/PPI界面自适应的宏观超润滑（摩擦系数：~0.007）和超低的磨损率（2.81×10^-8·mm³·N^-1·m^-1），展现出出色的摩擦学性能，为未来发展高性能的工程极限润滑材料提供了新的见解和思路。

自适应限域润滑策略利用自适应润滑剂释放和限域润滑的协同效应来实现优异的摩擦学性能。自适应润滑对于运行条件变化较大的系统至关重要。在该策略中，润滑剂会根据不断变化的条件动态调整其释放和成膜行为，确保持续的低摩擦和磨损。同时，限域润滑在两个不同的层级上起作用，形成双重限域构架，协同增强润滑性能。在分子到纳米尺度上，功能化MoS₂纳米片和基础油都被限制在三维PAO 10凝胶网络中，有效抑制了它们在摩擦过程中不受控制的迁移或聚集。在微观尺度上，改性PAO 10凝胶被进一步限制在PPI基体的多孔结构中，其中界面相互作用（例如毛细力和表面吸附）主导润滑剂的流动和成膜行为，从而增强其稳定性和润滑效率。

钢/PPI界面宏观超润滑机理可归因于四种机制的耦合作用，多孔结构的储油/释放、润滑剂的剪切变稀特性、功能化的二硫化钼与油分子之间的相互作用以及摩擦保护膜的形成（图2）。

图1.PPI-gel-TAM的设计与制备

图2.钢/PPI-gel-TAM界面的润滑机理

该研究工作以“Hierarchical MoS₂-Oleogel in Porous Polyimides: A Self-Adaptive Confined Lubrication strategy for Ultralow Friction and Wear”为题，发表在Advanced Functional Materials(2025,e17029)上。

以上工作得到了中国科学院载人空间站基础研究项目群、国家自然科学基金、甘肃省重大科技专项等项目的支持。