从小型到大型的摩擦控制

摩擦有助于预测和控制，特别是接触表面完全平坦的情况最新的实验表明，两个硅表面之间的摩擦量，即使是在大尺度上，也是通过它们之间形成显微镜化学键来确定的这使得控制单一表面化学技术的冲突成为可能新结果将在PhysicalReviewLetters中发布

主持该研究项目的PhDressearcher梁鹏表示：“尽管对摩擦的定量认识不足，但它的关键在于对机械设备的各种预测和减少能量消耗的挑战。”这并不重要：据估计，摩擦造成了全球20%以上的紧急能源消耗控制机械的摩擦对于减少材料磨损和提高定位精度也很重要

Peng与美国物理研究所、麻省大学万霍夫分子科学研究所以及纳米光刻先进研究中心（ARCNL）的其他研究人员合作长期合作的一部分是在微观层面上发现大规模摩擦

近年来，新的研究方法允许研究人员放大当两个表面相互接触和滑动时发生的确切情况至关重要的是，表面总是非常光滑在一米的尺度上，也就是十亿分之一米的尺度，它们看起来像是有着明显峰谷的山间景观先前的实验和数值模拟表明，在小尺度上，摩擦主要由表面接触点之间的形成和增加决定这不仅受到滑动表面的穿透力的影响，也受到原子或分子（如水）出现在界面上的影响

彭解释道：“我们决定在更大的工业相关规模上推广和应用这种无摩擦机制。”使用一种称为流变仪的特殊仪器，研究人员根据界面上显微镜化学物质的密度，研究了活性硅和活性硅之间的碰撞程度硅，化学符号为Si，是研究硅及其在导电工业中广泛应用的特别重要的材料它在地壳中的基础也使它与可怕的地震的理论相关

在清洁了污染物表面后，发现了一个漏洞，即当表面被清洁以获得更高的纯氮时，只需要较小的力就可以将气囊滑过表面——换句话说，摩擦力较小进一步的实验表明，原子水平上发生了什么：长时间的干燥会减少在锂表面上形成的羟基（OH）的数量当与另一个硅表面接触时，这些基团的存在导致在两个表面之间形成硅-氧-硅（Si-O-Si）键

研究表明，大范围的摩擦力测量与接触前两个硅表面上分布的显微镜观察到的Si-O组的密度之间存在冲击关系，这控制了Si-O Sibond的数量化学键的密度是通过设置清洁表面的长度来调节的令人兴奋的是，这意味着有可能预测和控制硅表面之间的摩擦力

梁总结道：“我们的研究结果是非常显著的，因为它证明了从第一性原理对微观摩擦的全面理解。我们的发现可以在控制过摩擦的基础上进一步认识到微观摩擦。”