由经典的润滑理论可知:纯水极低的黏度和黏压系数导致其在较低的速度下难以形成有效润滑膜,从而限制了水基润滑在工业领域的广泛应用。受天然滑液关节微观结构和润滑机制的启发,科学家们发现水润滑环境下表面接枝聚合物刷的摩擦副表面却可以获得优异的润滑性能。由此,自上世纪90年代以来国内外学者对聚合物刷的摩擦学性能开展了一系列有价值的研究工作。遗憾的是,至今为止聚合物刷的水润滑机理尚未形成统一的定论,且绝大多数的研究集中在边界和混合润滑状态下,极少的研究工作关注流体动压介入下的水润滑机理。基于此,本文提出利用光干涉测量技术在更接近实际工况的球-盘式纳米薄膜测量装置上开展聚合物刷水润滑机理的研究工作,重点考察接触区内聚合物刷的成膜特性,通过测量不同卷吸速度下水膜的厚度和摩擦系数,探讨流体动压效应介入下的聚合物刷的水润滑机理,主要的研究工作如下所示:（1）通过表面引发聚合技术（以下简称SI-ATRP）在钢球和玻璃盘表面接枝了亲水性的聚合物刷聚3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐（以下简称聚合物刷PSPMA）,在较低卷吸速度下（流体动压效应可忽略不计）,利用红绿双色激光干涉法原位观测了接触区内聚合物刷PSPMA形成水膜的过程（0～240 s）,观察到随着时间的推移水膜的形状由初始的圆形发生了沿着卷吸速度方向呈现有规则分布的改变,推测受限空间内聚合物链捕获的自由水分子的取向性发生变化,即由开始的各向同性逐渐变得沿着卷吸速度方向有序,证实了接触区内形成的稳定的润滑薄膜是由聚合物刷的水合效应促成的;（2）通过控制卷吸速度的连续变化（1～512 mm/s）条件下实现了从薄膜润滑到接近弹性流体润滑状态的转变,光干涉测量结果表明:低卷吸速度低于16 mm/s时发现膜厚与速度无关,膜厚值约为30～40 nm被视为处于薄膜润滑状态,此时流体润滑动压作用可忽略不计,聚合物刷的水合效应对接触区内有效水膜的建立占绝对主导作用;随着速度增加至32 mm/s后膜厚与速度几乎呈现线性增长,且膜厚测量值要远高于Hook公式的预测值,这意味着在流体动压润滑作用介入下聚合物刷表现出了令人惊喜的润滑增强作用,而非水合效应和流体动压效应的简单叠加;（3）为进一步印证聚合物刷的水合效应是形成有效水膜的核心要素,在氧化锆陶瓷球和玻璃盘上接枝了疏水性聚合物刷-聚甲基丙烯酸月桂脂（以下简称聚合物刷PLMA）,对比聚合物刷PSPMA和PLMA的实验结果表明:因聚合物刷PLMA不能发生水合作用而难以支撑外界载荷表现出了较差的成膜特性,在流体动压效应介入下并未获得像PSPMA那样优异的润滑性能;即使随着滑滚比SRR的增加PLMA依然呈现出了稳定且较低的摩擦系数,即在大滑滚比下减摩性能明显优于PSPMA,推断是在较低速度、较低滑滚比下,接枝疏水性聚合物刷PLMA接触区内的小水滴承担起轴承“滚珠”的作用,这种“滚珠”起到了承载作用,极大程度上减少了接触区的摩擦;（4）基于聚合物刷聚甲基丙烯酰氧乙基二甲基氯化铵（以下简称聚合物刷PMETAC）能对外界刺激作出相应响应的特性,选用十二烷基苯磺酸钠溶液对接枝在运动表面的聚合物刷PMETAC进行改性,令其从亲水状态转变为疏水状态。实验结果表明改性前的摩擦系数和膜厚均高于改性后的,初步证实了通过表面改性方法可以调控其润滑性能。本研究工作明确了聚合物刷的“水合效应”是获得优异的水润滑性能的关键要素;发现在流体动压效应介入下聚合物刷呈现出了令人惊喜的润滑增强效应;并初步实现了通过表面改性方法改变聚合物刷的水合程度来调控其润滑性能,这一基础理论研究不但能实现高效节能从而保护和改善人类赖以生存的自然环境,而且有助于深入理解生物体的润滑机理,对指导设计和发展仿生润滑材料都具有理论和现实意义。