本项目研究界面原子分子的动力学行为,“界面摩擦”的起源以及摩擦中能量耗散的机制,提出了改进的界面摩擦理论模型,并且通过分子动力学模拟,原子力显微镜和表面力仪等计算和实验手段,以分子自组装膜和分子沉积膜为对象,对理论预测和模型进行了实验验证。研究中对具有公度或不公度结构的自组装膜界面体系进行了计算机模拟和表面力仪实验,结果表明公度自组装膜在相对滑动中摩擦力有明显的周期性起伏,即呈现粘-滑的特征,而在不公度滑动中摩擦曲线呈随机波动,且摩擦力的幅值小于公度体系。以上研究表明界面摩擦中结构的公度性会导致原子尺度的粘-滑现象,进而引起界面原子某些特殊的低频运动,同时相对运动还会激发高频分子振动模态,在现象上表现为摩擦力对速度的非线性依赖关系。这些研究成果对于理解和实现超低摩擦具有重要的意义。项目执行期间和结题阶段共发表论文10篇,包括期刊论文9篇,国际会议论文1篇,其中SCI收录5篇。
英文主题词interfacial friction; energy dissipation; stick-slip at the atomic scale; molecular dynamics simulation; surface force apparatus