中科院首次观察到固固界面量子摩擦现象

7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。
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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。