力学季刊

作者：张红卫, 屈进峰, 张景楠

关键词：纳米摩擦；石墨烯；载荷；接触面积；分子动力学

近年来，纳米摩擦学领域高度关注石墨烯及其相关二维材料的摩擦问题，并在理论研究、实验探索和计算模拟等方面取得了重要进展．由于纳观尺度摩擦过程极为复杂，相关摩擦机理仍未完全明晰，因此需从原子层次深入探究其摩擦机制、揭示摩擦规律．本文采用分子动力学模拟方法，对悬空的单层石墨烯表面上金刚石探针的滑动摩擦过程进行研究．探究法向载荷对摩擦行为的影响，分析摩擦力与实际接触面积的依赖关系．结果表明，摩擦力与法向载荷及实际接触面积之间的关系并非线性，这与传统块体材料的摩擦规律存在显著差异．具体来讲，在正载荷区间，摩擦力随着载荷的增大而逐渐增大；在负载荷区间，摩擦力几乎不受载荷变化的影响．这有助于从原子层面揭示二维材料在纳米尺度下的摩擦行为，为纳米器件的设计和纳米摩擦学的发展提供理论支持．

来源：2025年第1期

《力学季刊》期刊编辑部

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