IT之家 2 月 19 日消息，摩擦學(xué)研究不斷推動(dòng)著物理學(xué)、工程學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的進(jìn)步。計(jì)算摩擦學(xué)作為研究和調(diào)控摩擦行為的重要途徑，能夠通過(guò)理論模型為摩擦現(xiàn)象提供更加精確的描述。
然而，不精確的計(jì)算模型可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論，甚至干擾對(duì)摩擦現(xiàn)象物理機(jī)制的理解。為了解決這一問(wèn)題，科學(xué)家們亟需建立更加科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的摩擦性能計(jì)算模型，尤其是靜態(tài)摩擦性能的計(jì)算模型。
中國(guó)科學(xué)院今日宣布，蘭州化學(xué)物理研究所的研究員魯志斌和助理研究員何文豪領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合蘭州交通大學(xué)等的科研人員，利用自主搭建的固體界面摩擦性能第一性原理高通量計(jì)算平臺(tái) LICP-FPHTC-Platform ，考慮等距模型、等載模型、無(wú)負(fù)載做功的等載模型三種靜態(tài)摩擦性能計(jì)算模型，針對(duì)已報(bào)道的負(fù)摩擦系數(shù)的二維材料界面體系，探討了摩擦性能的計(jì)算結(jié)果對(duì)計(jì)算模型的依賴(lài)情況。
該研究重點(diǎn)考察了三種二維材料界面體系（Gr / Gr、h-BN / h-BN、In2Se3 / In2Se3），并探討了這些材料在不同計(jì)算模型下的摩擦性能表現(xiàn)。
結(jié)果表明，只有采用無(wú)負(fù)載做功的等載模型時(shí)，才出現(xiàn)了文獻(xiàn)中報(bào)道的負(fù)摩擦系數(shù)現(xiàn)象，而其他兩種模型（等距模型和等載模型）則得出了相同且定量一致的摩擦計(jì)算結(jié)果。
通過(guò)進(jìn)一步的界面受力分析與能量守恒原理的結(jié)合，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，忽略負(fù)載做功的無(wú)負(fù)載做功等載模型存在根本性缺陷，因此該模型得出的負(fù)摩擦系數(shù)結(jié)果可能是由于計(jì)算不精確導(dǎo)致的錯(cuò)誤。而等距模型和等載模型則提供了更加可靠和一致的摩擦性能計(jì)算結(jié)果，可作為靜態(tài)摩擦性能計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)模型。
該研究通過(guò)自主搭建的高通量計(jì)算平臺(tái)，首次系統(tǒng)驗(yàn)證了不同靜態(tài)摩擦計(jì)算模型的可靠性，澄清了學(xué)界對(duì)負(fù)摩擦系數(shù)的誤解，為摩擦學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化研究提供了關(guān)鍵理論支撐。
這一研究成果的發(fā)表為摩擦學(xué)研究提供了新的視角，表明基于不精確計(jì)算模型得到的負(fù)摩擦系數(shù)現(xiàn)象可能并不具有物理意義。這一發(fā)現(xiàn)為未來(lái)研究提供了更為準(zhǔn)確的理論框架。
IT之家查詢(xún)發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究成果已于 2 月 13 日發(fā)表于國(guó)際著名期刊《物理評(píng)論 B》（Physical Review B）上（DOI:10.1103 / PhysRevB.111.054109）。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對(duì)外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時(shí)間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。