纳米约束水膜

意外固液剪切

水膜在1 nm以下约束时表现出异常的粘滑摩擦,且其状态与固液体无关,打破了只有固态润滑膜才产生粘滑的传统认知。

Yang, Zhao · Bao, Luyao · 范晓丽 · 周峰

Tribology International 2024

具体参数

粘滑临界约束距离
{'zh': '1', 'en': '1'} nm
类液态约束距离
{'zh': '0.7, 0.9', 'en': '0.7, 0.9'} nm

技术优势

液膜也能粘滑

水膜在0.7和0.9 nm约束下处于类液态,却表现出粘滑摩擦,推翻了只有固态润滑膜才产生粘滑的固有认知。

相态无关

粘滑行为在1 nm以下约束时普遍出现,与水的相态、表面润湿性和固体晶格结构无关。

速度依赖规律

摩擦力随速度的变化在≥1 nm时近似线性,0.8–0.9 nm时呈对数关系,0.6–0.7 nm时呈平台状,并可用扩展Kramers理论描述。

短程有序机制

类液态水膜的粘滑源于其短时间尺度有序而长时间尺度无序的特性。

应用场景