《Surfaces and Interfaces》：Advanced Water-Based Biolubricants from Fatty Acid-Derived Protic Ionic Liquids
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水基生物润滑剂中，以脂肪酸为添加剂的亲水离子液体（DC8和DC11）通过临界胶束浓度（CMC）优化显著降低摩擦系数（86.8%-87.9%）和磨损率（降低一数量级），X射线光谱证实表面形成脂肪酸膜，验证了其作为高效环保润滑添加剂的潜力。
帕洛玛·莫斯塔萨（Paloma Mostaza）|玛丽亚-多洛雷斯·阿维莱斯（María-Dolores Avilés）|华金·阿里亚斯-帕迪利亚（Joaquín Arias-Pardilla）|何塞·L·塞拉诺（José L. Serrano）|玛丽亚-多洛雷斯·贝尔穆德兹（María-Dolores Bermúdez）|弗朗西斯科·J·卡里翁-维尔切斯（Francisco J. Carrión-Vilches）
材料科学与冶金工程研究小组，卡塔赫纳理工大学（Universidad Politécnica de Cartagena）。校区地址：Marulla del Mar，邮编30202，西班牙卡塔赫纳（Cartagena, Spain）
摘要
本研究合成了新型水基生物润滑剂，并对其进行了研究。这些润滑剂使用了含有辛酸（octanoic acid）和10-十一烯酸（10-undecenoic acid）的质子离子液体（protonic ionic liquids）作为添加剂。通过使用不锈钢-蓝宝石（stainless steel-sapphire）摩擦对（tribopair）在销盘（pin-on-disc）配置下，评估了纯质子离子液体及其不同浓度下的生物润滑剂性能。通过测量溶液的特定电导率（作为摩尔浓度的函数），确定了每种质子离子液体的临界胶束浓度（critical micelle concentration）。
摩擦学测试表明，当生物润滑剂处于其临界胶束浓度时，其性能显著提升，摩擦系数和磨损率均明显降低。具体而言，与水相比，摩擦系数分别降低了86.8%和87.9%；磨损率降低了至少一个数量级，尤其是在临界胶束浓度下的生物润滑剂效果最为显著，这凸显了它们作为高效环保润滑剂的潜力。利用X射线光谱技术确认了磨损轨迹上存在脂肪酸形成的摩擦膜（tribofilm）。这些结果证明了含有脂肪酸的质子离子液体可作为水基生物润滑剂的有效添加剂。
部分内容摘录
1. 引言
离子液体（ionic liquids, IL）是一类具有极性特征且在室温以下熔化的有机化合物。这类熔融盐在合成和催化领域被广泛研究，同时也具有多种工业应用[1,2]。
质子离子液体（protonic ionic liquids, PIL）是离子液体中的一个特定子类，由布朗斯特酸（Br?nsted acid）与布朗斯特碱（Br?nsted base）结合形成，其阳离子包含
方法
本实验程序包括多个步骤，从质子离子液体的合成开始，最终进行摩擦对的表面分析。图1展示了整个研究流程。
生物润滑剂的表征
所有水基生物润滑剂（WBB）配方的粘度值均接近纯水的粘度（约1 mPa·s），偏差可忽略不计。与纯形式的DC8和DC11相比，烷基链长度的变化以及铵阳离子的氢原子与10-十一烯酸阴离子形成更强氢键的能力，对粘度差异有显著影响[37,38]。详细结果见
结论
总结来说，本研究合成了两种源自脂肪酸的质子离子液体：二乙醇胺辛酸盐（diethanolammonium octanoate, DC8）和二乙醇胺10-十一烯酸盐（diethanolammonium 10-undecenoate, DC11），其结构通过1H NMR光谱、FTIR和热分析得到了确认。含有不同浓度DC8和DC11的水基生物润滑剂在常温条件下表现出优异的稳定性。电导率测量结果揭示了它们的临界胶束浓度（CMC）
致谢
本工作得到了西班牙科学与创新部（Ministerio de Ciencia y Innovación, MCIN）和欧盟（European Union）的资助（项目编号：PID2021-122169NB-I00）。帕洛玛·莫斯塔萨（Paloma Mostaza）还感谢MCIN/AEI提供的PRE2022-102014项目资助（项目编号：10.13039/501100011033），以及“欧盟下一代研究计划（European Union Next Generation EU/PRTR”项目的支持。
作者贡献声明
帕洛玛·莫斯塔萨（Paloma Mostaza）：数据验证与研究工作。玛丽亚-多洛雷斯·阿维莱斯（María-Dolores Avilés）：研究指导与方法论设计。华金·阿里亚斯-帕迪利亚（Joaquín Arias-Pardilla）：研究工作。何塞·L·塞拉诺（José L. Serrano）：方法论设计与研究工作。玛丽亚-多洛雷斯·贝尔穆德兹（María-Dolores Bermúdez）：文章撰写、审稿与编辑，以及资金申请。弗朗西斯科·J·卡里翁-维尔切斯（Francisco J. Carrión-Vilches）：文章撰写、审稿与编辑，初稿撰写，研究指导及资金申请。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文研究工作的已知财务利益或个人关系。
