元素百科揭示石墨烯摩擦进化行为机制的自然科学家。西安交通大学教授孙军研究小组和国内外合作团队于11月24日在线发表在自然研究表明，界面摩擦对二维材料有独特的机制，即二维材料由于其超薄的几何特性和超灵活性，可以通过改变其结构影响接触界面的钉状态，然后从界面的“质量”而不仅仅是“数量”来调节其摩擦性能。研究结论颠覆了现代摩擦研究表明并遵循的“三维固体材料的摩擦行为往往与界面的真实接触面积直接相关”的结论。
石墨烯的特性
自2004年首次制备以来，以石墨烯为代表的二维材料因其独特的电、磁、热、力学性质而成为学术研究的热点。然而，传统的微摩擦理论尚未对二维材料摩擦过程中的演变给出合理的解释。
团队模拟石墨烯摩擦行为
通过原子模拟，合作团队首次重现了石墨烯摩擦行为的所有核心现象，并提出了一种新的摩擦进化和控制机制，即主导界面摩擦（包括瞬态进化）行为的关键因素是界面咬合的“质量”，即上下表面原子之间的局部钉强度和整个界面咬合的协同作用。正是这种特殊的“接触质量”控制能力，使石墨烯在摩擦中具有独特的进化效果和层数依赖性。基于此，团队还提出并论证了通过对二维材料施加可控变形来大规模调节表面摩擦行为的新思路。
本研究为石墨烯在摩擦和磨损领域的更有效应用提供了相应的理论支持。国际团队合作伙伴包括孙军研究小组博士李苏志、麻省理工学院教授李巨、清华大学副教授李群仰、宾夕法尼亚大学教授罗伯特·卡尔皮克等。
