對于帶有機械部件的機器來說，摩擦不可避免。這是影響設備運行的主要因素，能夠縮短所有機械的壽命，比如自行車、汽車、飛機和裝配線。

（圖片來源：匹茲堡大學斯旺森工程學院）

       據外媒報道，匹茲堡大學（University of Pittsburgh）負責的一項新研究實時揭示了單個鎢表面微凸體或粗糙邊緣的原子層面摩擦，并首次使用電子顯微鏡觀測原子的運動。這項工作由該校斯旺森工程學院（Swanson School of Engineering）的兩個實驗室完成。
       該校機械工程與材料科學教授Guofeng Wang表示：“到目前為止，還沒人實際看到過具有明確界面的原子分解摩擦過程，所以摩擦機制和界面之間的關系尚未完全明了。在這項研究中，能夠清晰地看到界面原子的滑動路徑，以及界面上的動態(tài)應變和應力演化。以前只有通過模擬才能看到這些情況?！?BR>       研究人員表示，對于帶有機械部件的設備來說，摩擦和磨損不利于功能，能夠縮短使用壽命。在這項研究中，通過高分辨率透射電子顯微鏡探討反向運動（通過壓電致動器驅動）中的納米接觸，可以實時揭示單個鎢表面微凸體的原子層面摩擦。通過分子動力學模擬，能夠深入了解界面原子的滑動路徑和界面動態(tài)應變/應力演化。研究人員觀察到獨立的粘滑行為和應變能積累、耗散的異步過程，以及界面原子的非均勻運動。通過這種方法，可以研究原位原子摩擦現象，了解原子層面上的摩擦現象。
       在斯旺森學院，Wang的團隊與Scott X. Mao教授（現已退休）的研究團隊合作，首次使原子層面摩擦狀況可視化。借助于高分辨率透射電子顯微鏡，Mao的團隊可以實際觀察到，當兩個表面接觸并移動時原子在表面上的運動。然后，Wang的團隊通過計算機模擬來驗證微觀可視化內容，進一步了解發(fā)揮作用的因素。
       這項研究集中在鎢原子上，因其對顯微鏡的熱阻很高?？偟膩碚f，該方法可用于了解任何材料的摩擦和磨損狀態(tài)。
       Guofeng Wang表示：“我們發(fā)現，無論表面多么光滑和干凈，在原子層面上仍然會發(fā)生摩擦，這是完全不可避免的。然而，這些知識有助于研發(fā)出更好的潤滑油和材料，以盡可能減少摩擦和磨損，延長機械系統(tǒng)的壽命?！?/P>

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