中文摘要：

减小由摩擦引起的能量损耗是应对日益严峻的能源危机的重要策略之一。本研究旨在运用复杂系统观念，构建摩擦的跨尺度模型，揭示目前尚未充分了解的摩擦起源的热力学和动力学机制，进而探索实现超低摩擦状态的机理和方法。研究内容包括，复杂性理论和方法的应用，源于分子间作用的摩擦发生机制，摩擦的跨尺度模型和数值模拟，摩擦过程中系统的自组织演变等。通过理论分析、模拟和实验研究取得了重要的进展1）实现了分子动力学与有限元分析直接耦合的跨尺度计算；2）在理论分析的基础上提出了三种类型超低摩擦状态的发生机理和条件；3）通过计算模拟展示了几种可能实现超低摩擦状态的界面体系和过程；4）研究分析了摩擦过程中的复杂性和各种因素对超低摩擦的破坏作用和影响。研究成果对于发现摩擦过程中的能量耗散的途径和机制，克服微纳米器件设计制造中的粘着和摩擦瓶颈，以及减少常规机械的能量损耗等方面具有重要的科学意义和应用前景。