摩擦起電是揭示摩擦磨損本質(zhì)起源極具潛力的研究手段。摩擦起電可作為一種“探針”來(lái)反映摩擦副狀態(tài)與摩擦狀況，在智能潤(rùn)滑監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用。同時(shí)，它在能源收集、自驅(qū)動(dòng)傳感等領(lǐng)域也展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。如何研究摩擦起電與摩擦學(xué)行為之間的關(guān)系,利用摩擦學(xué)原理解決其在能量收集過(guò)程中的摩擦磨損問(wèn)題仍存在巨大挑戰(zhàn)。
近日，中國(guó)科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤(rùn)滑國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王道愛(ài)研究員團(tuán)隊(duì)將摩擦學(xué)與摩擦電測(cè)試系統(tǒng)耦聯(lián)用于探索二者間的關(guān)系，通過(guò)設(shè)計(jì)超潤(rùn)滑薄膜材料,解決了其在電能收集過(guò)程中磨損與長(zhǎng)壽命運(yùn)行的問(wèn)題。
研究人員以鋼—含氫類(lèi)金剛石碳膜（DLC）為摩擦副，創(chuàng)新性地研究了其超滑界面的電學(xué)性質(zhì)，證明了宏觀(guān)低摩擦界面仍存在明顯的電子輸運(yùn)行為。當(dāng)鋼球在具有p型半導(dǎo)體性質(zhì)的DLC表面滑動(dòng)時(shí)，摩擦能量激發(fā)界面上的電子—空穴對(duì)，由于摩擦伏特效應(yīng)輸出直流電信號(hào)。研究人員采用第一性原理證明了C:H懸鍵和轉(zhuǎn)移膜的形成對(duì)降低摩擦阻力有重要貢獻(xiàn)，進(jìn)一步從界面性質(zhì)的角度對(duì)其超滑機(jī)理進(jìn)行了驗(yàn)證
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