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压力诱导摩擦塌缩实现固体超滑理论研究

全体主题 > 表面工程基础理论、表界面科学

实现摩擦系数小于10-3的宏观超滑对能源的节约和环境保护都具有重要的意义。尽管通过材料的设计，在特定的环境下少数材料可以在宏观下实现超滑，但是在多种气氛和环境下实现宏观超滑仍然是一个巨大挑战。因此，科研人员试图从物理学的角度发展不完全依赖于材料设计的获得超滑的方法，在过去的几十年里，在这领域已经取得了重要系列进展，但是这些实现超滑的方法所需的条件过于苛刻，使得这些超滑在实验上实现被限制在微观尺度。本报告将首先简要介绍超滑研究的基本现状，包括超滑材料的发展、连续滑动获得超低摩擦和结构超滑的发展。同时，本报告将从理论模拟的角度介绍在公度接触条件下通过压力诱导摩擦塌缩获得超滑的新方法：在特定的压力下，界面电荷重新分布导致相对滑动的两个表面之间的势垒平坦化从而实现理论上摩擦的完全消失。此外我们也从理论上阐明了原子力显微镜图像对比度反转与超滑的相互识别。这种实现超滑的新方法丰富了人们对超滑这一概念的理解，同时也为获得宏观超滑开辟了新的途径。