什么是超润滑性(Superlubricity)？

超润滑性是一种特殊的材料现象，两种材料之间的摩擦降到接近零。在热力学上不允许真正的零摩擦，但超润滑性接近。这种超润滑现象发生在两个表面有晶格不公度接触时，也就是说，晶体的排列方式使得表面上只有极少数的原子与相...

超润滑性是一种特殊的材料现象，两种材料之间的摩擦降到接近零。在热力学上不允许真正的零摩擦，但超润滑性接近。这种超润滑现象发生在两个表面有晶格不公度接触时，也就是说，晶体的排列方式使得表面上只有极少数的原子与相对的表面接触，产生的摩擦力非常小。

在云母片之间观察到了超润滑性。到目前为止，石墨的超润滑性最为显著，虽然在云母片之间或钨针与硅或石墨表面之间也有过短暂的观察。当物理学家以非常高的精度研究晶体表面之间的摩擦力时，发现了超润滑性。当两个表面之间存在"晶格不匹配"时，摩擦几乎可以完全消失。这种晶格失配仅仅是通过调节晶体层之间的相对方向来实现的。超润滑性是有趣的，因为它发生在干燥的环境中-两个晶面-而不是通常与润滑剂相关的潮湿环境中润滑剂，润滑剂分子和相邻表面之间的搅动作用实际上会产生一些摩擦，造成热量、能量损失和材料限制。在精密设计的超级润滑剂表面，这种边际能量损失实际上会消失，从而使新型工程成为可能。不幸的是，为了确保晶格的正确取向和稳定性，可能需要纳米级工程，这是目前制造范围之外的事情超润滑性是由于与超导性和超流性的性质有关而产生的，尽管它与这些性质没有真正的相似之处。超润滑性及其研究是一个相对较新的领域，在1991年提出，但在此期间研究得不多。在超导电性中，电流无电阻流动，在超流体中，流体流动时没有阻力（摩擦）。虽然超流体与超级润滑剂相似，但其基本物理机制却完全不同。

发表于 2020-09-07 16:58
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分类：科学教育

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