机械系统零部件的摩擦、磨损是造成其失效的重要原因之一，基于共价键修饰的表面涂层技术虽然可以获得优异的摩擦性能，但长期摩擦带来的磨损问题却不容忽视，这也是人工关节等医疗器械所急需解决的关键难题。

本研究通过“点击化学”方法将主体分子（环糊精）与原子转移自由基引发剂结合，在此基础上原位引发形成聚甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱分子刷，然后在基质表面上修饰客体分子（金刚烷胺），从而通过超分子主客体作用将分子刷自组装到基质表面。该共价键-超分子作用-共价键的组装策略不但使表面具有良好的水合润滑性能，而且在长时间摩擦力作用下，含分子刷的主体分子首先从基质表面解离，不会对基质表面造成破坏，而溶液中的主体分子又会重新自组装到基质表面，恢复润滑性能，如下图所示。该研究在减小机械系统的摩擦、磨损或者增强医疗器械的润滑等领域具有潜在的应用价值。

研究成果以“Supramolecular repair of hydration lubrication surfaces”为题发表于Chem, 2022, 8: 1-14. (IF=22.8)。清华大学机械系王怡昕和杜伦大学化学系孙宇龙为论文共同第一作者，张洪玉副研究员和Paul McGonigal副教授为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金 (52022043) 等项目的资助。

左图为共价键修饰的表面发生不可逆磨损与超分子自组装修饰的表面动态可修复示意图；右图为利用原子力显微镜和激光共聚焦显微镜进行摩擦自修复的实验结果。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929421005374