人民網(wǎng)北京12月31日電 (記者趙竹青)摩擦是機(jī)械系統(tǒng)中普遍存在的現(xiàn)象，也是導(dǎo)致能量耗散、設(shè)備壽命縮短和運(yùn)行效率下降的主要原因之一。如何實(shí)現(xiàn)摩擦的主動(dòng)控制，一直是摩擦學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。

近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所在原子尺度摩擦控制領(lǐng)域取得進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主搭建的高通量計(jì)算平臺(tái)LICP-FPHTC-Platform，研究了8種類(lèi)h-BN滑移鐵電材料不同電場(chǎng)下的電子極化、電荷密度分布和摩擦性能，結(jié)合理論分析，建立了摩擦與外電場(chǎng)之間的量化關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)對(duì)摩擦性能的精準(zhǔn)調(diào)控。

結(jié)果表明，通過(guò)施加交變電場(chǎng)，可動(dòng)態(tài)調(diào)制層間極化狀態(tài)，從而降低滑動(dòng)能壘，實(shí)現(xiàn)接近零摩擦的“超潤(rùn)滑”狀態(tài)。結(jié)合極化理論，進(jìn)一步推導(dǎo)出超潤(rùn)滑對(duì)應(yīng)的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算公式，從理論上揭示了電場(chǎng)調(diào)控滑移鐵電材料摩擦性能的機(jī)制。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的支持。