尽管，通常通过将无机磁性颗粒嵌入到亲水性有机聚合物网络中制备的磁性水凝胶已经在生物医学、仿生学和智能软材料等领域表现出良好的应用前景。但是，开发其对应物即仅由无机磁性颗粒和水构成的凝胶仍然是一项吸引人的挑战，因为它具有制备方便、安全性高、生态友好和在强辐照条件下良好稳定性等潜在优势。此外，虽然磁性凝胶已被用于许多工业和生物医学相关领域，但关于磁性凝胶在摩擦学领域中应用的报道仍然较为罕见。

  近日，中国科学院兰州化学物理研究所徐路研究员团队报道了一种仅由氨基化四氧化三铁纳米颗粒和水组成的高润滑、自愈合、可化学降解、阻燃与抗辐射磁性凝胶。在高速离心作用下，复合四氧化三铁纳米颗粒表现出强的静电斥力或弱的范德华缔合，可在2 - 12的宽pH范围内形成高含水量凝胶。所制得的磁性凝胶具有高机械弹性、良好的触变性能、可控制的磁诱导迁移性能、盐酸驱动的化学降解性能、高阻燃性和耐高强度紫外辐照性能，因而可以作为一种新型的多功能、智能与环境友好型半固体润滑剂。通过产生能够同时提供滚动和修复作用并在润滑过程中发生摩擦化学反应的高强度界面“摩擦润滑膜”，该凝胶材料在所施加的载荷高达800 N时，仍然能够提供超低摩擦和磨损。相关研究因此可能为适用于纳米技术、机械工程和胶体化学领域的新型无机智能材料的设计提供新的范例。

  所制备纯无机磁性凝胶材料的亮点性能汇总： 

  1. 高承载下的优异润滑性能：在润滑过程中形成的“摩擦润滑膜”及纳米颗粒的滚动及修复作用下，即使对凝胶施加的载荷高达800和1000 N，其摩擦系数也能分别维持在~0.03和~0.08，同时表现出超低的磨损程度。这是首次发现纯无机纳米颗粒的半固体润滑剂能够实现如此良好的承载能力，此性能对重型设备的润滑具有重要的意义。

  2. 自修复性能：在交替经受100%和1%的剪切应变时，该凝胶的粘弹性急剧衰减并完全恢复，且这种破坏/修复循环可至少重复5次，显示出良好的自修复能力。在可逆的范德华力作用下，经切割而成的两片四氧化三铁凝胶块还可以快速自发愈合为一个整体。这也是首次在纯无机凝胶体系中观察到切割-自愈合行为。该自修复特性可以使凝胶在作为润滑剂时有效地克服摩擦和磨损引发的材料性能损伤问题，继而实现重型设备或复杂工况下的长期自适应润滑。

  3. 可化学降解性能：该磁性凝胶能够在稀盐酸介质中可完全溶解并化学降解为无机盐，因而能够避免废弃凝胶的弃置和排放所造成的各种环境污染问题，从而很好地契合了绿色化工和可持续化学相关研究理念。

  4. 良好的阻燃性能：由于Fe₃O₄凝胶因子的高热稳定性和大量水的存在，所制备的磁性凝胶润滑剂呈现出了高阻燃性，故而可作为一种传统有机磁性润滑脂的安全替代品用于各种摩擦学和机械工程领域。

  原文链接：https://doi.org/10.1039/D3TA06133G