計算摩擦學(xué)是研究與調(diào)控摩擦行為的新途徑。然而，若使用不精確的計算模型，所得結(jié)論或無法為摩擦學(xué)發(fā)展增添助力，甚至可能增加對摩擦現(xiàn)象基礎(chǔ)物理機(jī)制理解的困惑。為更準(zhǔn)確地描繪摩擦現(xiàn)象全貌，探索摩擦現(xiàn)象的物理本質(zhì)，亟需建立科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的靜態(tài)摩擦性能計算模型。
近日，中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員魯志斌和助理研究員何文豪團(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算平臺LICP-FPHTC-Platform ，考慮等距模型、等載模型、無負(fù)載做功的等載模型三種靜態(tài)摩擦性能計算模型，針對已報道的負(fù)摩擦系數(shù)的二維材料界面體系即Gr/Gr、h-BN/h-BN、In2Se3/In2Se3，探討了摩擦性能的計算結(jié)果對計算模型的依賴情況。結(jié)果表明，只有無負(fù)載做功的等載模型出現(xiàn)了文獻(xiàn)報道的負(fù)摩擦系數(shù)現(xiàn)象，而等距模型和等載模型的摩擦計算結(jié)果定量一致。
該研究通過等載與等距滑動過程中界面受力分析并結(jié)合能量守恒原理發(fā)現(xiàn)，忽略負(fù)載做功的無負(fù)載做功的等載模型在理論上存在根本性缺陷，而等距模型和等載模型可作為靜態(tài)摩擦性能計算的標(biāo)準(zhǔn)模型。這提示已報道的基于無負(fù)載做功的等載模型計算得到的負(fù)摩擦系數(shù)現(xiàn)象或是不精確計算模型的錯誤結(jié)果。
相關(guān)研究成果以Potential Negative Friction Coefficient Predicted by First Principles: A Possible Consequence of Inaccurate Computational Models為題，發(fā)表在《物理評論B》（Physical Review B）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院的支持。
本文鏈接：靜態(tài)摩擦性能標(biāo)準(zhǔn)計算模型研究獲進(jìn)展http://m.sq15.cn/show-12-739-0.html
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