电场调控实现原子尺度超润滑研究取得新进展

人民网北京12月31日电(记者赵竹青)摩擦是机械系统中无处不在的现象，也是引发能量耗散、设备寿命缩短和运行效率下降的主要原因之一。如何实现对摩擦的主动调控，长期以来是摩擦学与材料科学领域的一项核心挑战。

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近日，中国科学院兰州化学物理研究所在原子尺度摩擦调控领域取得新突破。研究团队通过自主搭建的高通量计算平台LICP-FPHTC-Platform，系统研究了八种h-BN/铁电材料在不同电场作用下的电荷极化特性，分析了电荷密度分布与摩擦性能的内在关联，并结合理论建模，构建了外部电场与材料摩擦行为之间的定量关系模型，最终实现了利用电场对摩擦性能进行精密调控的目标。

实验结果表明，通过施加交变电场，可以动态调控界面间的极化状态，从而有效降低滑动能垒，实现接近零摩擦的“超润滑”状态。基于极化理论分析，团队进一步推导出了实现超润滑状态所需临界电场强度的计算公式，从理论层面揭示了电场调控铁电材料摩擦性能的内在机理。

相关研究成果已发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。该研究工作获得了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队项目等多个科研计划的支持。