基于水合作用和離子-偶極相互作用,水合潤滑能夠將兩個表面的摩擦轉化為表面上水分子之間的摩擦,具有潤滑性能佳、無污染、能源消耗小、空間穩定性高、安全性高、水合層承載能力較大等優勢。水合潤滑是一種新型潤滑技術,即利用水分子與其他分子間的相互作用來減少摩擦和磨損,提高機械效率。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國水合潤滑行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,水是最具發展潛力的潤滑介質之一,但水具有氣蝕性強、潤滑性差等缺點,導致水合潤滑存在易腐蝕、磨損大等問題,限制了其應用范圍。在水合潤滑條件下,摩擦副材料的優化和處理成為發展水合潤滑技術的關鍵問題之一,水合潤滑摩擦副可通過表面織構、表面涂膜/涂層等方式處理和改善。
2024年10月,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)發布“2024年度IUPAC化學領域十大新興技術”,水合潤滑被列入其中。IUPAC成立于1919年,是全球最大、最具權威性的化學組織,因此又被稱為化學界的“聯合國”。水合潤滑技術被納入“2024年度IUPAC化學領域十大新興技術”,展現出了其巨大應用潛力。
生物大分子、水合離子、表面活性劑、仿生聚合物、聚合物刷、磷脂酰膽堿(PC)囊泡等具有在滑移面上暴露水合基團的特點,可作為水合潤滑的載體。在研水合潤滑材料包括聚甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿、磷脂酰膽堿囊泡、超分子可修復水合潤滑表面等。
目前水合潤滑機制已在生物醫學、軸承潤滑、金屬加工、運動理療等領域得到應用。在生物醫學領域,水合潤滑機制可用于骨關節炎軟骨損傷修復、植介入醫療器械等場景。
關節軟骨是一種重要結締組織,具有分散應力、減少沖擊、承受載荷、吸收振動等作用,關節軟骨退化、磨損會導致骨關節炎等疾病,目前全球骨關節炎患者達5億人左右,在人口老齡化背景下,患者規模將進一步增長。水合潤滑材料可作為關節潤滑劑,包裹和保護軟骨,改善關節軟骨功能,從而實現關節連接。
新思界
行業分析人士表示,水合潤滑技術應用潛力大,國內外相關研究不斷深入,相關研究機構包括清華大學、湖南工業大學、中國科學院蘭州化學物理研究所、Liposphere公司等,其中Liposphere公司開發出了基于水合潤滑機制的新型的關節內注射劑AqueousJoint,預計2024年3季度,AqueousJoint在歐洲啟動與透明質酸的對照試驗,2025年4季度將獲得CE標識。
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