中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室薛群基院士和王立平研究员带领的团队在国家自然科学基金资助项目的支持下，在石墨烯和碳纳米管作为离子液体添加剂及其空间摩擦学研究方面取得新进展。 

　　空间环境中高真空、高低温、微重力和强辐射等恶劣条件，导致润滑剂挥发，发生化学反应，降解甚至使润滑系统失效。离子液体具有倾点低、黏度指数高、热氧化稳定性高、挥发性低等特点，这些特点与理想润滑剂所期望的性能极为吻合，可作为一种潜在的空间润滑剂。但是，离子液体像其它液体润滑剂一样，在边界润滑条件下承载性能和抗磨性能不足，限制了离子液体在空间领域的应用。课题组前期研究了液体润滑剂和类金刚石碳膜（DLC）固-液复合润滑薄膜在真空下的摩擦性能。发现这种固-液复合薄膜的承载性能明显提高。但是在跑合阶段摩擦系数偏高。为了保证有效的润滑，通常加入一些添加剂，使润滑系统起到减摩抗磨作用。课题组前期也制备了DLC/IL/graphene空间复合润滑薄膜，该类空间复合润滑薄膜结合了DLC的高承载，离子液体的低摩擦，石墨烯形成的早期转移层的强润滑，以及摩擦界面形成的氟化含油富碳摩擦膜的减摩和抗磨特性，进一步大幅提升了复合润滑薄膜在高真空、强辐照空间环境下的摩擦学性能和服役寿命。　　 
   碳纳米材料是一类很好的添加剂，其中碳纳米管具有独特的管状结构，有很大长径比，石墨烯是由碳原子组成的平面薄膜。由于石墨烯和碳纳米管具有不同结构，表现出不同的摩擦磨损性能。通过摩擦系数、磨损率、磨斑大小、摩擦前后的微结构的对比，发现碳纳米管能有效降低低载荷条件下的摩擦系数和磨损率，而石墨烯在高载荷条件下的减摩抗磨作用更明显。两者在抗磨损性能方面都起到了保护层的作用。该研究工作在空间润滑材料研究领域具有重要的理论和应用价值。相关结果发表在近期出版的Carbon (2014, 80, 734)上。