据统计资料显示，摩擦消耗掉全世界1/3～1/2的一次能源，磨损致使大约80%的机器零部件失效。我国每年因摩擦、磨损而造成的经济损失约占GNP的4.5%。由此可见，摩擦磨损现象与我国的国民经济和社会发展息息相关。润滑油脂的开发与应用为运动部件间的良好润滑状态提供了保障，然而如何准确推算润滑油脂在运动部件间的服役寿命已经成为航空、航天等不同领域的共性科学问题。众所周知，润滑油脂的服役寿命与其在摩擦副界面间的摩擦化学反应机理密切相关。研究团队从润滑油的动力学、热力学及表面能量耗散等方面开展了相关研究工作，分析润滑油在摩擦运动的作用下催化氧化、降解、聚合等分子结构及磨屑、摩擦界面微观结构和成分的变化。研究结果表明，不同种类的润滑油在面-面、点-面等不同接触形式下运转后，摩擦膜和磨屑主要成分均为Fe₃O₄和无定型碳基物质。由此证实在金属或金属氧化物的催化作用下，润滑油在摩擦剪切过程中发生了催化氧化、分解聚合等过程。与Fe和Fe₃O₄静态下的催化氧化作用相比，二者的结合可将基础油MACs与摩擦副发生摩擦化学反应所需的活化能降低3倍。另外，基础油在摩擦副表面的吸附能和表面能对其摩擦化学反应具有较大影响，具有高吸附能的润滑油分子更容易吸附在摩擦副表面形成规则的分子刷，产生较低的摩擦系数，而具有高表面能的润滑油分子更倾向于在运动过程中发生摩擦化学反应形成摩擦膜，降低磨损率。由此进行吸附能和表面能不同的添加剂结构设计，并将其催化氧化作用应用于润滑油体系，提升其润滑作用，延长服役寿命。以上研究结果为润滑油脂寿命测试规范的制定提供数据支撑，对于空天领域飞行器服役寿命的准确测算具有重大意义。

润滑油、摩擦化学、摩擦膜、催化氧化、服役寿命