清华大学郑泉水课题组研讨发明“高速超光滑” -编号:FY821sK

　　没有摩擦的世界是很难设想的。摩擦为鞋子跟轮胎供给了向先驱动的抓地力。不摩擦，公路将会如冰面一样滑。然而摩擦更会导致宏大的能量糟蹋。为了减少这种挥霍，润滑剂在从铰链到汽车引擎等很多范畴被普遍利用，并且价钱不菲。然而，只管有润滑技巧，寰球仍有约三分之一的用于运输的燃料能源耗费在战胜摩擦上，并没有提供有效的功率。

　　清华新闻网7月8日电 近日，清华大学微纳米力学核心（CNMM）主任郑泉水教授主持的课题组在美国《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表文章（J. Yang et al., 110, 255504 (2013)）展现了一种理论概念“超润滑”现象的可实用性，即在微米尺度和米每秒的宏观速度下将摩擦下降至简直为0。该工作被美国物理学会（APS）消息网站Physics重点报道。论文第一作者为清华大学微纳米力学中央博士生杨佳瑞。

清华大学郑泉水课题组研究发现“高速超润滑”

　　将来可能的运用包含小型化的硬盘读写磁头、用于无线通信的高频振荡器以及其余依附高速运动的微器件。

　　在这项工作之前，超润滑的试验只能在微米每秒的速度下进行，大抵等同于蜗牛的匍匐速度。而且这些实验前提刻薄，请求超高真空以及纳米级的接触点。对此郑泉水传授评论道：“在如斯大的尺度下视察到高速超润滑，并且是在普通的大气环境下，这为超润滑概念提供了适用化的可能。”

　　该课题组之前曾报道过单晶石墨片在解理滑移后的自发还还原位的现象,清华大学总裁，简称自回复现象。

　　这种自回复现象起源于石墨片的解理面通常为滚动晶界，也就是说解理面上下层原子的晶格处于失配状况。因而高低表面在发生相对滑移时受到的摩擦力多少乎为0。这种由晶格失配导致的打消摩擦的现象恰是超润滑的定义。

　　当体系尺寸缩小到微芯片的大小时，情形就变得更糟。在微观尺度，物体极高的名义积-体积比，使得摩擦这种表面景象变得十分明显，进而大大妨碍了物体的活动。另一方面，因为标准的起因，在微器件中参加光滑剂是非常艰苦的。

　　在最新的这项与以色列特拉维夫大学的摩擦实践专家Michael Urbakh的配合研究中，杨佳瑞基于激光刀口法树立了一套检测石墨片自回复运动的装备，并胜利的丈量了其速度。Urbakh教学对此评估道：“我已经研讨超润滑的理论多年，在一般的光学显微镜下察看到这种效应将该领域向前推动了一大步。”

　　清华大学和特拉维夫大学的研究人员协作发明，底本仅限于学术领域的超润滑现象可以让微器件以90公里每小时的速度产生绝对滑动，快如高速公路上的汽车。

供稿：航天航空学院 编纂：范 丽

　　实验成果表明，一个边长为3微米的方形石墨纳米级薄片在自回复运动中能够到达25 m/s（90公里每小时）的滑动速度。有趣的是，这一最高速度是在将石墨片加热到100摄氏度以上才干达到。研究职员对此现象的说明是，温度的升高增添了石墨片原子的振动，辅助它克服了由不可防止的界面缺点导致的阻碍滑动的势垒。

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