前不久，《Nature》發(fā)布的《Sliding and healing of frictional interfaces that appear stationary》引發(fā)熱議，該研究成果提出了一個(gè)新概念——“界面隱形滑動(dòng)”，為我們揭開(kāi)了“靜止”摩擦界面背后的神秘面紗，在微觀尺度下，萬(wàn)物皆在運(yùn)動(dòng)。那么，研究摩擦學(xué)到底能帶來(lái)什么價(jià)值？今天，小優(yōu)博士與大家一起探討。

何為摩擦學(xué)?

摩擦學(xué)是研究表面摩擦行為的學(xué)科，即研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的相互作用表面間的摩擦、潤(rùn)滑和磨損，及其三者間相互關(guān)系的基礎(chǔ)理論和技術(shù)。其研究成果對(duì)工業(yè)技術(shù)革新、能源效率提升、材料壽命延長(zhǎng)等具有深遠(yuǎn)影響。

摩擦學(xué)是一門(mén)邊緣學(xué)科（指與兩種或兩種以上不同領(lǐng)域的知識(shí)體系有密切聯(lián)系，并借助它們的成果而發(fā)展起來(lái)的綜合性學(xué)科門(mén)類(lèi)），學(xué)科分布以機(jī)械工程為核心，延伸至化學(xué)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程與仿生學(xué)、能源與動(dòng)力工程等交叉領(lǐng)域。因涉獵學(xué)科廣泛，研究摩擦磨損對(duì)于各行各業(yè)至關(guān)重要。摩擦學(xué)對(duì)各領(lǐng)域的影響

在制造業(yè)中，研究摩擦學(xué)可以降低損耗，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。摩擦導(dǎo)致機(jī)械部件磨損，占設(shè)備失效原因的70%以上。優(yōu)化摩擦可減少停機(jī)維護(hù)成本，提升生產(chǎn)效率。例如：汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)通過(guò)表面涂層的技術(shù)，來(lái)降低活塞環(huán)與缸體的摩擦，以此減少油耗；同時(shí)還能通過(guò)研究不同材料的耐磨性，從選材方面優(yōu)化摩擦。

在航天航空領(lǐng)域，研究摩擦學(xué)可以突破極端環(huán)境下的技術(shù)瓶頸，高速、高溫、高載荷工況對(duì)材料摩擦性能提出嚴(yán)苛要求，因此科研人員會(huì)研究熱障涂層使磨損率降低、研究超滑材料以保障極端條件下的器件性能等等。

在生物醫(yī)療領(lǐng)域，研究摩擦學(xué)可以提升植入體的安全性與舒適性。例如人工關(guān)節(jié)磨損產(chǎn)生的磨屑可能會(huì)引發(fā)炎癥，縮短植入體的壽命，因此可以研究不同材料的耐磨性，以?xún)?yōu)化植入體壽命。

在微電子與精密制造領(lǐng)域，MEMS器件、芯片封裝等微納摩擦問(wèn)題直接影響產(chǎn)品可靠性。例如硬盤(pán)磁頭表面的類(lèi)金剛石保護(hù)層（厚度<2nm）可以將讀寫(xiě)頭磨損壽命提升至10萬(wàn)小時(shí)以上。該領(lǐng)域的研究一般要求納米級(jí)精度測(cè)量表面形貌，助力工藝優(yōu)化。

快速形貌測(cè)量，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展

優(yōu)可測(cè)白光干涉儀AM系列，搭載高速、大量程的納米壓電陶瓷，搭配230萬(wàn)像素/500萬(wàn)像素科研級(jí)相機(jī)，實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)精度測(cè)量摩擦磨損形貌，已幫助各行各業(yè)以及高校研究所取得突破性的科研成果。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進(jìn)焊接與連接國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、寧德時(shí)代21C 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室——《雙靶反應(yīng)HiPIMS制備Ti / Si共摻雜類(lèi)金剛石薄膜的微觀結(jié)構(gòu)和高溫摩擦學(xué)性能》

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