中科院首次观察到固固界面量子摩擦现象:彻底颠覆摩擦力传统认知
时间:2025-07-23 | 作者: | 阅读:07月23日消息,中国科学院兰州化学物理研究所纳米润滑课题组,首次在实验中成功观察到固-固界面量子摩擦现象,彻底颠覆了人们对摩擦力的传统认知。
中科院的这支科研团队,团队基于原子力显微镜纳米针尖操纵技术,构筑了具有可控曲率与层数的折叠石墨烯边缘拓扑结构,系统开展了纳米尺度摩擦测量。
研究发现,折叠石墨烯边缘摩擦力随层数呈现出显著的非线性变化,违背了经典摩擦定律在固—固界面下的适用性。
为进一步揭开背后的奥秘,研究人员借助扫描隧道显微镜(STM)和超快光谱技术,展开深入的实验观测与理论分析。
他们发现,石墨烯中的非均匀应变能通过调制电子跃迁参数,引入等效规范场,进而产生高达数十特斯拉的赝磁场。
这种电子结构的奇妙变化,显著抑制了电子-声子耦合,使得电子耗散从连续态跃迁转变为赝朗道能级间的量子化跃迁。
数据显示,热电子冷却时间从暴露边缘的0.32皮秒大幅延长至折叠边缘的0.49皮秒,能量耗散得以有效降低,进而摩擦力也显著减小。
该研究还彻底颠覆了人们对摩擦力与势垒高度“按比例增长”的传统认知。研究发现,通过调整材料的微观结构,能有效控制量子摩擦。
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