石墨烯的调谐摩擦:能低到什么程度?

Nanotribology实验对加压石墨烯片的研究表明，通过在受控的可逆过程中施加拉伸应变，可以进一步降低其已经很低的摩擦力。

主动控制(最好是最小化)摩擦的能力一直是从汽车到MEMS设备等各种技术受益的长期目标。二维材料，如石墨烯，具有超低摩擦(超润滑性)，为实现这一梦想提供了令人兴奋的可能性。

清华大学和其他中国研究机构的研究人员通过在衬底上的小孔上拉伸加压石墨烯气泡，展示了这一领域的进展。他们表明，简单地拉动石墨烯片可以降低摩擦;此外，他们可以通过调节拉伸应变以可逆的方式控制摩擦。数据从AFM摩擦与粘附实验支持分子动力学模拟的预测，表明这种效应是由应变引起的原子尺度尖端-样品接触的变化引起的。

从基本的角度来看，该结果提供了深入了解2D和3D材料之间摩擦行为的差异。此外，它们还提供了一种实用的摩擦调节策略，可用于许多具有动态可配置滑动界面的新设备。

仪器使用

数字

技术使用

进行了纳米摩擦实验侧向力显微镜的模式数码AFM．摩擦系数的值是通过测量摩擦力与正常载荷的关系来确定的。Cypher AFMs的高力灵敏度和低噪声底板确保了即使在这种超低摩擦状态下也能进行精确测量。利用线性调频法得到了原子尺度的粘滑曲线，并用于计算能量耗散和峰值侧向力。气泡高度的地形成像和附着力映射力曲线提供了额外的见解。

引用:张生，侯耀尧，李生等，通过面内应变调节摩擦到超润滑状态。Proc。国家的。学会科学。美国116， 24452(2019)。https://doi.org/10.1073/pnas.1907947116

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