中国科学院兰州化学物理研究所纳米润滑课题组在量子摩擦研究领域取得重大进展，首次在实验中观察到固体界面量子摩擦现象。研究团队系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系，并揭示了拓扑应变如何调控摩擦机制。他们通过原子力显微镜技术构筑折叠石墨烯边缘拓扑结构，发现摩擦力随层数呈现非线性变化，违背经典摩擦定律。研究还发现，石墨烯中的应变可诱导赝磁场，抑制电子-声子耦合，从而有效降低能量耗散和摩擦。这项研究历时四年，攻克了石墨烯可控折叠难题，并自主研发了超低温量子摩擦系统，彻底颠覆了人们对摩擦力与势垒高度“按比例增长”的传统认知，为控制量子摩擦提供了新思路。

🔬 **首次实验观察到固体界面量子摩擦现象**：中国科学院兰州化学物理研究所的纳米润滑课题组在实验中首次成功观测到固体与固体界面之间的量子摩擦现象，这是对摩擦学领域的一项重要发现，为深入理解微观尺度下的摩擦机制提供了直接证据。

📐 **拓扑应变调控摩擦机制的揭示**：研究团队发现，通过构筑具有可控曲率与层数的折叠石墨烯边缘拓扑结构，石墨烯边缘的摩擦力会随着层数的增加呈现出显著的非线性变化，这表明材料的微观拓扑结构和应变状态是影响摩擦力的关键因素，并打破了经典摩擦定律的适用性。

🧲 **电子结构调控与摩擦力的关联**：通过扫描隧道显微镜和超快光谱技术，研究发现石墨烯中的非均匀应变能够通过调制电子跃迁参数，引入等效规范场，产生高达数十特斯拉的赝磁场。这种现象本质上是应变对系统哈密顿量的Peierls变换，导致了拓扑非平庸的能带重构，并观测到量子化分立的赝朗道能级。这种电子结构的变化显著抑制了电子-声子耦合，使得电子耗散从连续态跃迁转变为量子化跃迁，从而有效降低了能量耗散和摩擦。

🌡️ **自主研发超低温量子摩擦系统**：为了深入研究量子摩擦，研究团队历时四年攻克了石墨烯可控折叠的难题，并自主研发了世界首个超低温量子摩擦系统。这一系统的建立为精确测量和研究量子尺度下的摩擦行为提供了重要的实验平台。

💡 **颠覆传统摩擦认知**：该研究成果彻底颠覆了人们对摩擦力与势垒高度“按比例增长”的传统认知，证明了通过调整材料的微观结构，可以有效控制量子摩擦。这为设计和开发新型低摩擦材料提供了全新的视角和可能性。

【最新发现与创新】

    科技日报兰州7月21日电 （记者颉满斌）记者21日从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，该所纳米润滑课题组在量子摩擦研究方面取得重要进展。研究团队首次在实验中观察到固体和固体界面量子摩擦现象，系统构建了电子、声子耗散与摩擦的内在关系，揭示了拓扑应变诱导的量子态调控摩擦机制。相关研究成果发表于国际学术期刊《自然·通讯》。

    团队基于原子力显微镜纳米针尖操纵技术，构筑了具有可控曲率与层数的折叠石墨烯边缘拓扑结构，系统开展了纳米尺度摩擦测量。研究发现，折叠石墨烯边缘摩擦力随层数呈现出显著的非线性变化，违背了经典摩擦定律在固—固界面下的适用性。

    通过扫描隧道显微镜（STM）和超快光谱技术的实验观测与理论分析，团队发现石墨烯中非均匀应变可通过调制电子跃迁参数引入等效规范场，产生高达数十特斯拉的赝磁场。其数学本质是应变对系统哈密顿量的Peierls变换，导致拓扑非平庸的能带重构，并在STM中观测到量子化分立的赝朗道能级。这种电子结构变化显著抑制了电子—声子耦合，使电子耗散从连续态跃迁转变为赝朗道能级间的量子化跃迁，导致热电子冷却时间从暴露边缘的0.32ps延长至折叠边缘的0.49ps，有效降低了能量耗散，从而显著降低了摩擦。

    从2021年开始，团队历时4年攻克了石墨烯可控折叠难题，并自主研发世界首个超低温量子的摩擦系统，用于研究量子摩擦。同时，该研究还彻底颠覆了人们对摩擦力与势垒高度“按比例增长”的传统认知。研究发现，通过调整材料的微观结构，能有效控制量子摩擦。