來自巴塞爾和特拉維夫的研究人員發(fā)現(xiàn)，在鉑表面的特定石墨烯結(jié)構(gòu)中，摩擦力隨速度而變化，這違背了庫侖定律，該定律指出，在宏觀世界中摩擦力與速度無關(guān)。由單原子層制成的材料因其低摩擦性而受到高度重視，在減少硬盤或衛(wèi)星或太空望遠鏡的移動部件的摩擦方面非常有用。

原子力顯微鏡下尖端和莫伊雷超級結(jié)構(gòu)之間的摩擦力取決于尖端在表面移動的速度。資料來源：巴塞爾大學物理系和Scixel公司

石墨烯由單層碳原子像蜂窩一樣排列組成，是一個最好的例子，正在研究其作為潤滑層的潛力。早期的研究表明，石墨烯帶可以在黃金表面上幾乎無摩擦地滑行。

如果將石墨烯應用于鉑金表面，它對可測量的摩擦力有很大影響?，F(xiàn)在，來自巴塞爾大學和特拉維夫大學的物理學家在《納米通訊》雜志上報告說，在這種情況下，摩擦力取決于原子力顯微鏡（AFM）的尖端在表面移動的速度。這一發(fā)現(xiàn)令人驚訝，因為根據(jù)適用于宏觀世界的庫侖定律，摩擦力并不取決于速度。

與鉑金基底結(jié)合，石墨烯不再只形成碳原子的六邊形蜂窩圖案，而是形成被稱為莫伊雷超晶格的超級結(jié)構(gòu)。這時，表面不再是完全平坦的，而是表現(xiàn)出一定程度的粗糙度。

"如果我們以低速將AFM尖端移過這個略帶波紋的表面，我們會測量到一個微弱且?guī)缀鹾愣ǖ哪Σ亮Γ?#34;來自瑞士納米科學研究所和巴塞爾大學物理系的恩斯特-邁耶教授解釋說。

第一作者宋一鳴博士補充說："然而，超過一定的閾值，摩擦力就會隨著AFM針尖的速度增加。莫伊雷結(jié)構(gòu)的上層越大，摩擦力變得與速度有關(guān)的閾值越低"。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在原子力顯微鏡針尖的移動過程中，莫伊雷上層結(jié)構(gòu)的脊部有更大的阻力。這些脊狀部位由于推動尖端而發(fā)生彈性變形，然后在壓力足夠大時再次放松。這種效應帶來更大的摩擦力，并隨著針尖的速度增加，模擬和分析模型證實了這個國際研究小組獲得的實驗結(jié)果。