說起摩擦，你們再熟悉不過了
意味著阻礙
物體相對運動的力（或相對運動傾向）
但你知道嗎？
他還有不為人知的另一面……
“中學學過的固體間摩擦研究比較成熟，但沒有‘空間’。比如，在決定摩擦的關鍵因素中，‘接觸面積’和‘接觸線’之間存在爭議。什么我們研究的是生活和生產中很常見的液滴在固體表面上的運動，以及摩擦阻力的變化。
事實上，固液摩擦的研究還有很多未知和可探索的“空間”。 ”近日，清華大學材料科學系博士后高楠在接受科技商報記者提問時，就發表在《自然物理學》上的一篇關于固液摩擦的研究論文發表了這樣的說法。 ”。
就此，記者采訪了部分高校和科研院所關于“工作碗”中的摩擦力，得到的回答大致分為兩類：“印象還停留在學校課本上”； 摩擦研究“水太深”，本人不是“專業人士”，不便作答。
其實，生活中的“摩擦力”已經不是學校課本上的“瘦”概念了。 它變化多端，詭譎多變，充滿“魔力”。 因為“摩擦”摩擦力概念的發展，一門可以細分為各個領域的交叉學科——摩擦學誕生了。
有生命的地方就有“摩擦”
1966年，澳大利亞院士彼得·約斯特（H.）首先提出“摩擦學”，并將其定義為“研究相對運動中表面間的摩擦、潤滑和腐蝕，以及表面間相互關系的理論和應用”。二、“前沿學科”。 這門一直被學科“邊緣化”的摩擦學，與機械表面與界面科學密切??相關，涉及領域廣泛，包括傳統機械加工、交通運輸、航空航天、海洋、化學、生物工程……它可以可以說，有住處，就有“摩擦”。
人類之所以與“摩擦”“斗爭”，是因為它帶來的能量消耗驚人。
據2015年統計，摩擦可消耗全球約1/3的一次能源（即自然能源），腐蝕可導致約60%的機械零件失效，50%以上的機械武器惡性車禍啟動潤滑失效或過度生銹。
歐美發達國家因摩擦磨損造成的經濟損失約占其國民生產總值的2%-7%。 作為制造大國，在生產制造過程中，我國單位對外生產總值煤炭消耗量約為臺灣地區的8倍、歐共體的4倍、世界平均水平的2.2倍。
這使得摩擦學的研究備受關注。 事實上，“摩擦”與能量有關，也可能嚴重阻礙一國高端武器的更新換代和性能提升。 在摩擦學的“三大項”中，摩擦研究主要闡明摩擦力的來源、能量耗散規律等基本化學過程和機理。
材料腐蝕研究是為了闡明材料消除機理和影響原因，尋求潤滑、表面處理等技術以減少摩擦和控制腐蝕； 潤滑研究的重點是開發和正確使用潤滑劑和潤滑技術，以大幅提高機械效率和保證機械效率。 全年可靠工作和節約能源的最重要技術途徑。
隨著摩擦學的發展，前沿研究已經從宏觀領域滲透到微觀世界。 從摩擦學分支的基礎研究和應用研究的一些新進展，或者從某個角度，揭示了摩擦的“神奇”本質。
胎紋中藏著摩擦的“藝術”
“橡膠摩擦是一門非常有趣和實用的學科，廣泛應用于輪胎制造等諸多領域。” 癡迷于摩擦研究20余年的法國于利希研究中心科學家博佩森認為，摩擦這個現象往往被你忽視，“妙不可言”。 例如，對于輪胎企業來說，一般需要對制造出來的輪轂進行質量檢測。 但如果有一個模型可以可靠地“預測”材料的摩擦特性，就可以大大節省時間和精力。
至于橡膠摩擦形成的主要原因，前人研究發現，這取決于橋面玉石的粗糙度和橡膠本身的粘彈性。 然而，近年來，博培森團隊的一項研究表明，橡膠內胎在瀝青橋梁上滑動形成的摩擦力還取決于速度和濕度。 這一新發現意味著橡膠摩擦力的形成還必須考慮橡膠分子鏈與橋面板的反復粘附、拉伸和釋放。
該團隊還展示了一種估算橡膠塊與粗糙表面之間接觸面積的方法。 “雖然橡膠與地面的真正接觸面積很小，但整個輪胎也只有一平方分米的量級。” 博佩森說道。 雖然，這其中蘊含著不為大眾所理解的“實際意義”：比如幫助輪胎企業選擇合適的材料，生產出更高品質的輪轂花紋等。
擺脫摩擦磨損，“超滑”是一項新技能
2017年，在第21屆材料腐蝕國際會議上，“潤滑與腐蝕”的解釋非常吸引企業研究人員。 雖然，采用適當的潤滑條件來改善腐蝕，可以大大提高材料和結構的使用性能和壽命。 與潤滑和腐蝕相關的新技術、新方法可以在短時間內為企業創造巨大的效益。
在這個領域，有一種“超平滑”的新技術，可以大大提高運動系統的能量利用效率。 “超滑”一般是指兩個物體表面之間的滑動摩擦系數在0.001或更小數量級的潤滑狀態。 自20世紀90年代初提出以來，引起了摩擦學、力學、物理和物理學等領域研究人員的廣泛關注。
在借助石墨烯實現固體超滑領域，北京大學學院機械工程系、摩擦學國家重點實驗室聯合中國科學技術大學物理研究所等單位，設計制備了原子力顯微鏡，涂有石墨烯共聚物探針，可實現石墨烯間微觀摩擦力的檢測。
同時，他們獲得了具有“魯棒”特性的超低摩擦力：不僅能適應負載、濕度、掃描范圍和速度等廣泛的實驗條件，還能在一段時間內保持超滑狀態。很久。 石墨烯探針可在六方滲碳硼晶體等其他二維材料上獲得超滑，實現異質二維材料間的摩擦檢測。
可以“上天”的材料
經得起摩擦的考驗
航天器（運載鵜鶘等）和飛行器（人造月球衛星、載人航天器、空間站、空間探測器等）中的某些材料在相對運動中會形成摩擦和腐蝕。 “空間摩擦學”由此誕生，光是“材料”的研究就令人“頭疼”。
在空間應用中，涉及摩擦和腐蝕的材料也稱為空間摩擦學材料。 這種可以“上天”的物質，生存環境極其惡劣。 它要承受高真空、原子氧、微重力、宇宙射線、高低溫等空間服役條件，摩擦和腐蝕行為的復雜性成倍增加。
一旦此類材料經不起摩擦和腐蝕的考驗，后果將非常嚴重。 例如，“哥倫比亞號”太空客機與大氣層高速摩擦，造成溫度過低，破壞了外層隔熱瓦片，解體墜毀。
“傳統摩擦學材料在極其復雜的環境中容易出現冷焊、熱疲勞、表面侵蝕等損傷，無法發揮地面優良的摩擦學性能。隨著航天研究的深入，大量新型材料空間摩擦材料需要不斷研發。” 中南大學粉末冶金研究院院長姚萍萍說。 日本、歐洲、日本、美國等國家和地區的航天部門都建立了專門機構，開展空間摩擦學及其材??料的基礎研究。
我國在這方面也取得了長足的進步。 空間對接裝置是航天器與航天器或空間站交會對接的關鍵部件。 制造對接裝置的摩擦材料在各國仍屬于“絕密”技術。
中南大學研制的銅基粉末冶金摩擦材料，使我國成為少數能夠提供對接機構摩擦材料的國家之一。 該方法制造的摩擦副也成功應用于神舟八號、九號、十號、十一號載人飛船和“天宮一號”、“天舟一號”空間實驗艙的在軌手動、自動交會對接。 機構和易地機構。
“我們迫切需要完善空間環境地面模擬試驗設備，研究相關理論，建立數據庫摩擦力概念的發展，為空間耐磨、空間減摩材料的設計和改進提供保障。” 談到這個領域的未來，姚萍萍說。