분자역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 이종구조 나노복합재의 마찰학적 거동에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 열적 응력을 포함한 마찰 특성은 경계 윤활(boundary lubrication) 조건에서 네 가지 마찰 모델—무나노입자(no-nanoparticle), MoS 2 , TiO 2 , TiO 2 /MoS 2 나노입자 모델—을 비교하여 분석하였다. 무나노입자 모델은 금속-금속의 직접 접촉으로 인해 높은 마찰력과 온도 피크를 보였으며, 따라서 나노입자 매개 없이 기판 상호작용이 겪는 내재적 어려움을 보여주었다. TiO 2 나노입자를 추가한 경우, MoS 2 모델과 비교하여 평균 마찰계수가 56.08% 유의하게 감소하였다. 이러한 효과는 나노입자에 의해 유도되는 구름(rolling) 효과가 직접 접촉을 최소화했기 때문으로 설명된다. TiO 2 /MoS 2 모델은 TiO 2 모델에 MoS 2 를 포함하였으며, TiO 2 모델에 비해 평균 마찰계수가 24.42% 감소하였다. 또한 TiO 2 /MoS 2 복합 모델은 미끄러짐 동안 가장 낮은 온도 분포를 나타내, 우수한 열 관리 성능을 시사하였다. 복합-나노입자 마찰학적 시스템에서 TiO 2 와 MoS 2 의 상호보완적(시너지) 조합은 마찰막(tribofilms)을 형성하여 마찰과 마모를 감소시키고 온도를 안정화함으로써 성능을 향상시켰다. MoS 2 는 마찰막 형성을 통해 마모를 최소화하고 열 발생을 안정화하는 데 기여하는 반면, 구형 TiO 2 나노입자는 마찰막의 열화(tribo-film degradation)를 방지하여 내구성을 추가로 개선한다. 본 연구는 마찰 조건에서 마모를 감소시키고 열 관리 성능을 향상시키는 데 있어 TiO 2 및 MoS 2 나노입자 첨가제의 상호보완적 효능을 부각하며, 고도 마찰학 응용 분야에 대한 유용한 통찰을 제공한다.

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