科研進(jìn)展
蘭州化物所與德國(guó)于利希研究中心合作在多尺度橡膠磨損研究獲新突破
輪胎磨損是聚合物顆粒污染物的最大來源。隨著汽車工業(yè)與交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，了解橡膠磨損的起源或機(jī)理是一項(xiàng)重要的研究課題。傳統(tǒng)研究依賴經(jīng)驗(yàn)性磨損系數(shù)估算，始終未能建立基于物理原理的定量預(yù)測(cè)理論框架，導(dǎo)致輪胎新產(chǎn)品開發(fā)一直延用"試錯(cuò)優(yōu)化"模式。
針對(duì)橡膠磨損理論模型缺失的難題，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所潤(rùn)滑材料全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與德國(guó)于利希研究中心通過融合Persson接觸力學(xué)理論與能量耗散理論，在國(guó)際上首次構(gòu)建了多尺度粗糙表面橡膠磨損定量預(yù)測(cè)模型。
研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出"應(yīng)力概率分布-彈性能量存儲(chǔ)"多物理耦合模型，首次建立磨損率與材料特征參數(shù)（黏彈性模量、斷裂能）及基底表面形貌特征參數(shù)（粗糙度功率譜）的普適性方程，突破傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)公式的尺度局限性。該模型成功實(shí)現(xiàn)橡膠磨損率和磨損顆粒尺寸分布的定量預(yù)測(cè)。
上述成果以封面文章形式發(fā)表在Journal of Chemical Physics，并被遴選為Featured Article。截止目前，已在多個(gè)國(guó)際網(wǎng)站報(bào)道。文章第一作者兼通訊作者B.N.J. Persson博士自2023年起受聘為蘭州化物所兼職研究員，其建立的Persson接觸力學(xué)理論體系為本次突破奠定基礎(chǔ)。
以上工作得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）、日本橫濱橡膠公司國(guó)際合作項(xiàng)目的支持。
