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成果簡介

鑒于電動車輛作為替代傳統內燃機車輛的交通方式日益普及，科學家和工程師開始關注如何解決電動車輛所面臨的潤滑、熱管理、電兼容性和防腐等挑戰。其中，二維材料引起了科學家的注意。然而，盡管其潛力巨大，但在實際應用中仍存在一些問題，如其制備、穩定性、可擴展性等方面的挑戰。因此，科學家們開始探索如何利用二維材料來解決電動車輛的諸多挑戰。

為此，北德克薩斯州北部大學Diana Berman、Ali Erdemir教授, 蒙特雷理工大學工程與科學學院Leonardo Israel Farfan-Cabrera教授，智利大學化學工程Andreas Rosenkranz教授攜手在Nature Reviews Materials上發題為“2D materials for durable and sustainable electric vehicles”的文章。

他們深入分析了電動車輛的工作原理和所面臨的各種挑戰，并提出了利用二維材料來解決這些問題的方案。通過在潤滑、熱管理、電兼容性和防腐等方面的研究，他們開發了一系列新型二維材料及其復合材料，以應對電動車輛在長期使用過程中可能出現的問題。

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圖文導讀

圖1中展示了二維材料在電動車輛中的多種應用形式及其對摩擦問題的解決方案。圖中各部分的結果顯示，二維材料作為添加劑存在于電動車輛的潤滑油和潤滑脂中，能夠顯著減少摩擦和磨損；作為固體潤滑劑涂層，能夠提供表面保護并減少摩擦；作為復合材料填料，能夠增強材料的力學性能。

此外，圖中的數據還顯示了二維材料的特性，如石墨烯的高強度和降低磨損效果，MXenes和MoS2的低摩擦系數等。這些應用和特性共同作用，為電動車輛的摩擦問題提供了全面的解決方案，從而提高了電動車輛的性能、效率和可持續性。

圖1. 解決電動汽車摩擦學問題的二維材料。

總結與展望

本文揭示了二維材料在電動車輛(EVs)中熱、電和摩擦學方面的巨大潛力。二維材料的獨特性質，如高熱導率、優異的電導率和出色的摩擦學性能，使其成為解決EVs復雜問題的理想選擇。通過將二維材料應用于潤滑劑、涂層和復合材料中，可以有效降低EVs中摩擦和磨損問題，提高系統效率和可靠性。

此外，二維材料的優異熱學特性還能夠有效地管理EVs中的熱量，維持系統穩定運行。然而，要充分發揮二維材料的優勢，需要更多面向應用的研究，以驗證其在實際EVs工作條件下的性能表現。

因此，未來的研究應著重于開發更專業的實驗設備和測試方法，以更好地模擬EVs中的復雜工作環境，并進一步探索二維材料在未來電動車輛中的應用前景。這將為未來EVs的設計和開發提供重要的科學基礎，推動其在能源效率、可靠性和安全性方面的進一步改進。

文獻信息

Berman, D., Farfan-Cabrera, L.I., Rosenkranz, A. et al. 2D materials for durable and sustainable electric vehicles. Nat. Rev. Mater. (2024).?

原創文章，作者：計算搬磚工程師，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/04/23/babe3650c7/

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