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察到固-固界面量子摩擦现象，这一发现彻底颠覆了人们对摩擦力的传统认知。研究团队利用原子力显微镜技术，构建了具有可控结构的折叠石墨烯边缘，并进行了纳米尺度摩擦测量。结果显示，摩擦力随石墨烯层数呈现非线性变化，不符合经典摩擦定律。通过扫描隧道显微镜和超快光谱技术分析，研究发现石墨烯中的非均匀应变能通过调制电子结构，产生赝磁场，抑制了电子-声子耦合，使得能量耗散通过量子化跃迁进行，从而显著降低了摩擦力。该研究为理解和控制纳米尺度下的摩擦力提供了新的视角。

🔬 **量子摩擦现象的首次实验证实**：中国科学院兰州化学物理研究所的科研团队首次在实验中成功观察到固-固界面量子摩擦现象，这一发现挑战了长期以来基于经典物理学的摩擦力理论。

📐 **折叠石墨烯边缘的非线性摩擦行为**：研究人员利用原子力显微镜操纵技术，构建了特殊结构的折叠石墨烯边缘，并测量了其纳米尺度下的摩擦力。实验结果表明，摩擦力随石墨烯层数的增加呈现出显著的非线性变化，这与经典的摩擦力定律不符，表明在纳米尺度下存在新的摩擦机制。

💡 **电子结构调控与赝磁场的产生**：通过深入的实验观测和理论分析，研究发现石墨烯中的非均匀应变能能够调制其电子结构，引入等效规范场，并产生高达数十特斯拉的赝磁场。这种电子结构的改变是理解量子摩擦的关键。

⚡ **能量耗散的量子化跃迁机制**：量子摩擦的产生源于电子结构的奇妙变化，它显著抑制了电子-声子耦合，使得能量耗散不再是连续的，而是转变为赝朗道能级间的量子化跃迁。这一过程显著延长了热电子的冷却时间，从而有效降低了能量耗散和摩擦力。

🔧 **微观结构控制摩擦力的潜力**：该研究颠覆了摩擦力与势垒高度“按比例增长”的传统观念，证明了通过调整材料的微观结构，例如折叠石墨烯的层数和边缘形态，能够有效地控制量子摩擦，为设计低摩擦或无摩擦表面提供了新的思路。

快科技7月23日消息，中国科学院兰州化学物理研究所纳米润滑课题组，首次在实验中成功观察到固-固界面量子摩擦现象，彻底颠覆了人们对摩擦力的传统认知。

中科院的这支科研团队，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。

为进一步揭开背后的奥秘，研究人员借助扫描隧道显微镜（STM）和超快光谱技术，展开深入的实验观测与理论分析。

他们发现，石墨烯中的非均匀应变能通过调制电子跃迁参数，引入等效规范场，进而产生高达数十特斯拉的赝磁场。

这种电子结构的奇妙变化，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赝朗道能级间的量子化跃迁。

数据显示，热电子冷却时间从暴露边缘的0.32皮秒大幅延长至折叠边缘的0.49皮秒，能量耗散得以有效降低，进而摩擦力也显著减小。

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。

折叠石墨烯摩擦耗散机制