随着现代工程系统的发展，对能在恶劣机械和热环境中运行的高性能润滑剂和功能性流体的需求日益增加[1],[2]。水、二醇和润滑油是传统的基液，但它们通常具有较低的承载能力、较差的减摩效果以及在高温和剪切条件下的有限稳定性。由于可以通过精心设计的材料配方和结构来改变化学和摩擦学特性，纳米流体（即基液中分散的纳米级添加剂）已成为克服这些限制的有效手段[3],[4],[5],[6],[7],[8]。
在众多纳米材料中，二维（2D）层状材料因其改进的界面行为和各向异性几何结构而成为特别有效的添加剂[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16]。已有多种类型的表面活性剂被用于纳米流体，包括离子型、非离子型和两性表面活性剂[17],[18],[19]。纳米流体的承载能力和粘性摩擦都受其粘度控制。Esfe等人[20]发现，在基础油（SAE 40）中分散1%体积分数的多壁碳纳米管（MWCNTs）和二氧化硅（SiO?）后，粘度增加了25%。对于润滑剂的有效性而言，摩擦系数是一个关键因素。多项研究表明，使用纳米流体可以显著降低摩擦和磨损[15],[21]。石墨纳米颗粒作为摩擦表面的缓冲层，减少了接触面积。在各种过渡金属硫属化合物中，二硫化钨（WS?）具有层状晶体结构、优异的固体润滑性能、高热稳定性和化学稳定性以及较弱的层间范德华力。这些特性使得WS?纳米片成为润滑剂和纳米流体的理想选择，因为它们能够承受高接触压力、降低接触界面的粘附作用，并通过层间滑动承受剪切[22],[23],[24],[25]。
实验研究表明，与常规油相比，分散有WS?的纳米油基流体具有更低的磨损率和摩擦系数[23],[24]。这些改进通常归因于纳米片在接触区的排列或剥离、保护性摩擦膜的形成以及表面平滑效果。然而，由于合成方法、纳米片形状、分散方式、测试条件和测量环境的不同，已发表的结果差异较大。此外，从流动-结构-性能的角度解释润滑机制较为困难，因为许多论文仅提供了摩擦学结果而缺乏相应的流变学评估。尽管取得了这些进展，同时研究WS?纳米片分散纳米流体的流变性能和摩擦学性能的系统实验仍较为罕见。
本研究采用实验方法来研究二硫化钨纳米片分散纳米流体的流变性能和摩擦学性能。制备了不同WS?纳米片浓度的纳米流体，并对其分散稳定性进行了评估。在广泛的剪切速率范围内进行了流变测量，以评估粘度变化和流动行为。通过在受控滑动条件下进行摩擦和磨损测试来实验评估摩擦学性能，随后通过表面和磨损轨迹分析来阐明润滑机制。通过关联实验获得的流变数据和摩擦学数据，本研究旨在为先进润滑应用开发最佳配方，并深入理解WS?纳米片在调控纳米流体性能中的作用。
